(57)【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と、該血圧測定手段による血圧測定値と生体の脈波伝播速度情報との間の予め設定された関係から実際の生体の脈波伝播情報に基づいて該生体の推定血圧値を逐次決定する推定血圧値決定手段とを備える形式の血圧監視装置であって、
前記生体の心拍数を逐次算出する心拍数算出手段と、
該心拍数算出手段により算出された心拍数に基づいて、前記血圧測定値と生体の脈波伝播速度情報との間の予め設定された関係を修正する関係修正手段と、
前記生体の心拍周期を決定する心拍周期決定手段と、
前記生体の末梢部の脈波を検出する末梢脈波検出手段と、
該末梢脈波検出手段により検出された末梢部の脈波の面積を算出する脈波面積算出手段と、
前記推定血圧値が予め設定された判断基準値を越え、且つ前記心拍周期および脈波面積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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の動脈内を伝播する脈波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脈波伝播速度情報として、所定の２部位間の伝播時間ＤＴや伝播速度ＶM （m/s ）などが知られており、このような脈波伝播速度情報は、所定の範囲内では生体の血圧値ＢＰ（mmHg）と略比例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と伝播速度速度情報から、たとえばＥＢＰ＝α（ＤＴ）＋β（但しαは負の値）、或いはＥＢＰ＝α（ＶM ）＋β（但しαは正の値）で表されるような関係式における係数α及びβを予め決定し、その関係式から、逐次検出される伝播速度速度情報に基づいて、推定血圧値ＥＢＰを求めて生体の血圧値を監視し、その推定血圧値ＥＢＰの異常時にはカフによる血圧測定を起動させる血圧監視装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】
ところで、上記生体の血圧値と脈波伝播速度情報との関係は、心筋の状態などの中枢側の事情の影響を受けて変化することから、異常判定の信頼性を高める目的で推定血圧値の異常を判定するための判断基準値を正常血圧値から充分に離れた値に設定する必要があるので、急激な血圧変動などに対しては血圧測定手段による血圧測定起動が遅れて、必ずしも血圧監視精度が充分に得られない場合があった。
【０００４】
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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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、血液循環動態の中枢側の情報として心拍数を用いて伝播速度情報と生体の血圧値との関係を修正すると、生体の血圧異常判定の信頼性を一層高め得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。
【０００６】
すなわち、本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生体の血圧値を測定する血圧測定手段と、その血圧測定手段による血圧測定値と生体の脈波伝播速度情報との間の予め設定された関係から実際の生体の脈波伝播情報に基づいて生体の推定血圧値を逐次決定する推定血圧値決定手段とを備える形式の血圧監視装置であって、（ａ）前記生体の心拍数を算出する心拍数算出手段と、（ｂ）その心拍数算出手段により算出された心拍数に基づいて前記血圧測定値と生体の脈波伝播速度情報との間の予め設定された関係を修正する関係修正手段と、（ｃ）前記生体の心拍周期を決定する心拍周期決定手段と、（ｄ）前記生体の末梢部の脈波を検出する末梢脈波検出手段と、（ｅ）その末梢脈波検出手段により検出された末梢部の脈波の面積を算出する脈波面積算出手段と、（ｆ）前記推定血圧値が予め設定された判断基準値を越え、且つ前記心拍周期および脈波面積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血圧測定起動手段とを、含むことにある。
【０００７】
【発明の効果】
このようにすれば、関係修正手段によって、心拍数算出手段により算出された心拍数に基づいて前記血圧測定値と生体の脈波伝播速度情報との間の予め設定された関係が修正される。このため、その関係から推定される推定血圧値の精度が高められるので、血圧監視の信頼性を高めることができる。また、推定血圧値決定手段により算出された推定血圧値が予め設定された判断基準値を越え、且つ前記心拍周期および脈波面積が予め設定された判断基準値を越えたことに基づいて、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ので、単に、推定血圧値が異常であることに基づいて血圧測定手段による血圧測定を起動させる場合に比較して、判断基準値を正常値へ接近させることができ、急激な血圧変動に対しても遅れがなく、確実に血圧値の異常を判定でき、血圧監視の信頼性を一層高めることができる。
【０００８】
【発明の他の形態】
ここで、好適には、前記関係は、脈波伝播時間ＤＴと推定血圧値ＥＢＰとの間の関係（ＥＢＰ＝αＤＴ＋β）であり、前記関係修正手段は、前記心拍数ＨＲが大きくなるほど、その関係内の脈波伝播時間ＤＴの係数α（負の値）の絶対値を減少させることにより関係を修正するものである。また、前記関係は、脈波伝播速度ＶM と推定血圧値ＥＢＰとの間の関係（ＥＢＰ＝αＶM ＋β）であり、前記関係修正手段は、前記心拍数ＨＲが大きくなるほど、その関係内の脈波伝播速度ＶM の係数α（正の値）を増加させることにより関係を修正するものである。このようにすれば、たとえば心拍数ＨＲが増加したときには、推定血圧値が増加する方向に関係が修正されるので、推定血圧値の精度および血圧監視の信頼性が高められる。
【００１０】
また、好適には、前記生体の脈波伝播情報を検出するための手段として、心電誘導波形の所定部位から末梢側で検出された圧脈波或いは容積脈波の所定部位までの時間差から、伝播時間或いは伝播速度を算出する脈波伝播情報算出手段が設けられる。このようにすれば、動脈上の２部位に圧脈波センサを設ける場合に比較して時間差が大きくなり、測定精度が高められる。
【００１１】
また、好適には、前記末梢部の脈波を検出する末梢脈波検出手段として、血液中のヘモグロビンにより反射される波長を含む光を表皮に向かって照射する発光素子と、そのヘモグロビンによる散乱を受けた散乱光を表皮から検出する受光素子とを含む光電脈波センサが備えられる。このようにすれば、１拍毎の血液容積の変化を示す光電脈波すなわち容積脈波が容易に検出される利点がある。
【００１２】
また、好適には、前記脈波面積算出手段は、上記光電脈波の面積を、その脈波の周期および振幅により正規化した正規化脈波を算出するものである。このようにすれば、経時変化や個人差が解消される利点がある。
【００１３】
また、好適には、前記推定血圧値決定手段により逐次算出された推定血圧値、前記心拍周期決定手段により逐次決定された心拍周期、前記脈波面積算出手段により逐次算出された末梢部の脈波面積を、それぞれ対比可能に共通の時間軸に沿ってトレンド表示する表示器が備えられる。このようにすれば、表示器に表示される推定血圧値、心拍周期、末梢部の脈波面積を、それぞれ対比して見ることにより、血圧測定起動手段による起動作動の根拠を確認することができるとともに、上記血圧測定手段による血圧測定が行われない期間において、生体の循環動態の様子を容易に監視することができる。
【００１４】
また、好適には、生体の表皮に貼着された電極を通して心電誘導波形を検出する心電誘導装置を備え、前記心拍周期決定手段は、その心電誘導波形の所定部位たとえばＲ波間の時間間隔を決定するものである。
【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の回路構成を説明するブロック線図である。
【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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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脈波検出装置或いは末梢脈波検出手段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生体皮膚すなわち体表面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４４a および第２発光素子４４b （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。
【００２１】
上記第１発光素子４４a は、例えば６６０ｎｍ程度の波長の赤色光を発光し、第２発光素子４４b 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４４a 及び第２発光素子４４b 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４４a 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４４b はそれらの吸光係数が略同じとなる波長、すなわち酸化ヘモグロビンと還元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。
【００２２】
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。なお、この光電脈波は脈拍同期波に対応している。
【００２３】
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４４a 及び第２発光素子４４b 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５６及びＡ／Ｄ変換器５８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ＳＭR 、ＳＭIR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ＳＭR 、ＳＭIR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ＳＭR 、ＳＭIRをそれぞれ保持するためのものである。
【００２４】
電子制御装置２８のＣＰＵ２９は、ＲＡＭ３３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４４a 、４４b 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４４a 、４４b 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ＳＭR をサンプルホールド回路５６に、電気信号ＳＭIR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ＳＭR 、ＳＭIR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。
【００２５】
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によってたとえば生体の上腕に巻回されたカフ１０の圧迫圧力が所定の目標圧力値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ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA などを決定する。
【００２６】
脈波伝播情報算出手段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（脈波伝播時間）ＤＴRP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ＤＴRP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ＶM （m/sec ）を逐次算出する。尚、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、ＴPEP （ｓec）は心電誘導波形のＲ波から光電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ＴPEP は定数であり、予め実験的に求められた値が用いられる。
【００２７】
【数１】
ＶM ＝Ｌ／（ＤＴRP−ＴPEP ）
【００２８】
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ＢＰSYS とそれぞれの血圧測定期間内における脈波伝播時間ＤＴRP或いは脈波伝播速度ＶM 、たとえばその期間内における脈波伝播時間ＤＴRP或いは伝播速度ＶM の平均値に基づいて、数式２或いは数式３で示される脈波伝播時間ＤＴRP或いは伝播速度ＶM と最高血圧値ＢＰSYS との関係式における係数α及びβを、予め決定する。なお、上記最高血圧値ＢＰSYS に代えて、血圧測定手段７０により測定された平均血圧値ＢＰMEAN或いは最低血圧値ＢＰDIA と血圧測定期間内における脈波伝播時間ＤＴRP或いは伝播速度ＶM との関係が求められてもよい。要するに、監視（推定）血圧値ＥＢＰを最高血圧値とするか、平均血圧値とするか、最低血圧値とするかによって選択される。
【００２９】
【数２】
ＥＢＰ＝α（ＤＴRP）＋β
（但し、αは負の定数、βは正の定数）
【００３０】
【数３】
ＥＢＰ＝α（ＶM ）＋β
（但し、αは正の定数、βは正の定数）
【００３１】
推定血圧値決定手段７８は、生体の血圧値とその生体の脈波伝播時間ＤＴRP或いは伝播速度ＶM との間の上記対応関係（数式２および数式３）から、脈波伝播情報算出手段７４により逐次算出される生体の実際の脈波伝播時間ＤＴRP或いは伝播速度ＶM に基づいて推定血圧値ＥＢＰを逐次決定し、図４に示すように、その推定血圧値ＥＢＰを後述の心拍周期ＲＲおよび脈波面積ＶＲと共に表示器３２に共通の時間軸に沿って対比可能にトレンド表示させる。
【００３２】
心拍周期決定手段８２は、心電誘導装置３４により得られた心電波形の所定部位間の間隔たとえばＲ波間隔を計測することにより心拍周期ＲＲを決定する。また、脈波面積算出手段８４は、光電脈波検出プローブ３８により得られた光電脈波の面積Ｓをその１周期Ｗおよび振幅Ｌに基づいて正規化して算出し、正規化脈波面積ＶＲを算出する。すなわち、上記光電脈波は、図５に示すように、数ミリ或いは十数ミリ毎のサンプリング周期毎に入力される光電脈波の大きさを示す点の連なりにより構成されており、その１周期Ｗ内において光電脈波を積分（加算）することにより光電脈波の面積Ｓが求められた後、Ｓ／（Ｗ×Ｌ）なる演算が行われることにより正規化脈波面積ＶＲが算出される。この正規化脈波面積ＶＲは、その１周期Ｗと振幅Ｌとによって囲まれる矩形内における面積割合を示す無次元の値であり、％ＭＡＰとしても称される。
【００３３】
血圧測定起動手段８６は、推定血圧値決定手段７８により決定された推定血圧値ＥＢＰが予め設定された判断基準値を越えたこと、且つ上記心拍周期ＲＲおよび脈波面積ＶＲの少なくとも一方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８６は、推定血圧値決定手段７８により決定された推定血圧値ＥＢＰが予め設定された判断基準値たとえば血圧測定手段７０による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以上変化したことを以て異常判定する推定血圧値異常判定手段８７、心拍周期決定手段８２により決定された心拍周期ＲＲが予め設定された判断基準値たとえば血圧測定手段７０による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以上変化したことを以て異常判定する心拍周期異常判定手段８８、脈波面積算出手段８４により算出された脈波面積ＶＲが予め設定された判断基準値たとえば血圧測定手段７０による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以上変化したことを以て異常判定する脈波面積異常判定手段８９を備え、上記推定血圧値異常判定手段８７により推定血圧値ＥＢＰの異常が判定され、且つ心拍周期異常判定手段８８により心拍周期ＲＲの異常が判定されるか或いは脈波面積異常判定手段８９により脈波面積ＶＲ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。
【００３４】
心拍数算出手段９０は、生体の心拍数ＨＲ（１／min ）をたとえば所定の関係（ＨＲ＝６０／ＲＲ）から前記心拍周期ＲＲ（sec ）に基づいて算出する。関係修正手段９２は、前記対応関係決定手段７６において決定された関係、たとえば数式２または３の関係を、上記生体の心拍数ＨＲに基づいて修正する。たとえば、上記関係が、数式２に示すような、脈波伝播時間ＤＴRPと推定血圧値ＥＢＰとの間の関係（ＥＢＰ＝αＤＴRP＋β）である場合には、上記関係修正手段９２は、心拍数ＨＲが大きくなるほど、その関係内の脈波伝播時間ＤＴRPの係数α（負の値）の絶対値を減少させることにより数式２の関係を修正するものである。その脈波伝播時間ＤＴRPの係数αの絶対値が減少すると、図６に示すように数式２の関係を示す線の傾斜が緩くなって同じ脈波伝播時間ＤＴRPに対する推定血圧値ＥＢＰが大きくなることから、たとえば心拍数ＨＲが増加したときには、推定血圧値が増加する方向に関係が修正される。また、上記関係が数式３に示すような、脈波伝播速度ＶM と推定血圧値ＥＢＰとの間の関係（ＥＢＰ＝αＶM ＋β）である場合には、上記関係修正手段９２は、前記心拍数ＨＲが大きくなるほど、その関係内の脈波伝播速度ＶM の係数α（正の値）を増加させることにより数式３の関係を修正するものである。その脈波伝播速度ＶM の係数αが増加すると、図７に示すように数式３の関係を示す線の傾斜が強くなって同じ脈波伝播速度ＶM に対する推定血圧値ＥＢＰが大きくなることから、たとえば心拍数ＨＲが増加したときには、推定血圧値が増加する方向に関係が修正される。
【００３５】
図８、図９、図１０は、上記血圧監視装置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る。図８は血圧監視制御作動を示す血圧監視制御ルーチンであり、図９は血圧測定起動判定ルーチンであり、図１０は、割り込み処理或いは時分割処理などによってそれら図８および図９とは独立的に実行される関係修正ルーチンである。
【００３６】
図８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フラグ、カウンタ、レジスタをクリアする初期処理が実行された後、脈波伝播情報算出手段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すなわち伝播時間ＤＴRP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ＶM （m/sec ）がカフ昇圧の直前において算出される。
【００３７】
次いで、前記カフ圧制御手段７２に対応するＳＡ３およびＳＡ４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とともに、カフ圧ＰC が１８０mmHg程度に予め設定された目標圧迫圧ＰCM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ＰC の上昇が継続される。
【００３８】
しかし、カフ圧ＰC 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ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA 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。
【００３９】
次に、前記対応関係決定手段７６に対応するＳＡ６では、ＳＡ２において求められた脈波伝播時間ＤＴRP或いは脈波伝播速度ＶM と、ＳＡ５において測定されたカフ１０による血圧値ＢＰSYS 、ＢＰMEAN、またはＢＰDIA 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ＢＰSYS 、ＢＰMEAN、およびＢＰDIA が測定されると、それら血圧値ＢＰSYS 、ＢＰMEAN、またはＢＰDIA のうちの１つと、脈波伝播時間ＤＴRP或いは脈波伝播速度ＶM とに基づいて、脈波伝播時間ＤＴRP或いは脈波伝播速度ＶM と推定血圧値ＥＢＰとの間の対応関係（数式２或いは数式３）が決定されるのである。
【００４０】
上記のようにして脈波伝播情報血圧対応関係が決定されると、ＳＡ７において、心電波形の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、前記脈波伝播情報算出手段７４に対応するＳＡ８において、新たに入力された心電波形のＲ波および光電脈波についての脈波伝播時間ＤＴRPおよび脈波伝播速度ＶM がＳＡ２と同様にして算出される。
【００４１】
そして、推定血圧値決定手段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時間ＤＴRP或いは脈波伝播速度ＶM に基づいて、推定血圧値ＥＢＰ（最高血圧値、平均血圧値、或いは最低血圧値）が決定され、且つ一拍毎の推定血圧値ＥＢＰをトレンド表示させるために表示器３２に出力される。
【００４２】
次いで、前記血圧測定起動手段８６に対応するＳＡ１０では、たとえば図９に示す血圧測定起動判定ルーチンが実行されることにより、推定血圧値ＥＢＰが予め設定された判断基準値を越え、且つ前記心拍周期ＲＲおよび脈波面積ＶＲの少なくとも一方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７０による血圧測定を起動させる。
【００４３】
図９において、前記心拍周期決定手段８２に対応するＳＡ１０１では、心電誘導装置３４により得られた心電誘導波形から心拍周期ＲＲが算出された後、前記心拍周期異常判定手段８８に対応するＳＡ１０２では、心拍周期ＲＲ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或いは所定割合（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。このＳＡ１０２の判断が否定された場合はＳＡ１０４以下が直接的に実行されるが、肯定された場合は、ＳＡ１０３において上記心拍周期ＲＲの異常を示すためのＲＲフラグがオン状態とされる。
【００４４】
次いで、前記脈波面積算出手段８４に対応するＳＡ１０４では、光電脈波検出プローブ３８により得られた光電脈波から正規化脈波ＶＲが算出された後、ＳＡ１０５において、末梢部で検出された光電脈波が正常であるか否かが判断される。このＳＡ１０５は、光電脈波の形状が異常、たとえば基線の傾斜が所定以上であるもの、或いは校正が入ることによって脈波形状が途中でずれているものなどを除去するためのものである。上記ＳＡ１０５の判断が否定された場合はＳＡ１１０以下が実行されるが、肯定された場合には、ＳＡ１０６以下が実行される。
【００４５】
前記脈波面積異常判定手段８９に対応するＳＡ１０６では、ＳＡ１０４において算出された正規化脈波ＶＲ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或いは所定割合（たとえば上下へ３％）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。このＳＡ１０６の判断が否定された場合はＳＡ１０８以下が直接的に実行されるが、肯定された場合は、ＳＡ１０７において上記脈波面積ＶＲの異常を示すためのＶＲフラグがオン状態とされる。
【００４６】
次いで、前記推定血圧値異常判定手段８７に対応するＳＡ１０８では、ＳＡ９において決定された推定血圧値ＥＢＰ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或いは所定割合（たとえば上下へ３０％）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。このＳＡ１０８の判断が否定された場合はＳＡ１１０以下が直接的に実行されるが、肯定された場合は、ＳＡ１０９において上記推定血圧値ＥＢＰの異常を示すためのＥＢＰフラグがオン状態とされる。
【００４７】
そして、ＳＡ１１０では、ＥＢＰフラグがオン状態とされ且つＲＲフラグがオン状態とされているか否か、或いはＥＢＰフラグがオン状態とされ且つＶＲフラグがオン状態とされているか否かが判断される。このＳＡ１１０の判断が否定された場合はＳＡ１１が実行される。この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、推定血圧値ＥＢＰが１拍毎に連続的に決定され、且つその決定された推定血圧値ＥＢＰ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。
【００４８】
しかし、上記ＳＡ１１０の判断が肯定された場合は、図８のＳＡ１２が実行されて推定血圧値の異常表示が表示器３２において行われた後、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ことにより、カフによる血圧測定が起動される。
【００４９】
図１０において、前記心拍数算出手段９０に対応するＳＢ１では、生体の心拍数ＨＲがたとえば前記心拍周期ＲＲに基づいて算出された後、前記関係修正手段９２に対応するＳＢ２乃至ＳＢ５が実行される。先ずＳＢ２では、心拍数ＨＲが予め設定された上限レベル値ＨＲULを越えて増加したか否かが判断される。また、このＳＢ２の判断が否定された場合は、心拍数ＨＲが予め設定された下限レベル値ＨＲLLを下回って減少したか否かが判断される。上記上限レベル値ＨＲULおよび下限レベル値ＨＲLLは、前回の血圧測定手段７０によってカフ１０により生体の血圧測定が行われ、それにより得られた血圧値とそのときの脈波伝播情報との間の関係が対応関係決定手段７６により決定されたときの心拍数ＨＲ好ましくはその１０拍平均値を基準としてたとえば上下２０％程度の値に設定されたものであり、推定血圧ＥＢＰの精度を維持するために数式２或いは数式３の関係の修正が必要となる値に予め実験的に設定されている。生体の血圧値ＢＰが変化したときには、脈波伝播情報（ＤＴ、ＶM ）に変化が現れないが、心拍数ＨＲに変化が現れるという現象があるのである。
【００５０】
上記ＳＢ２の判断が肯定された場合は、ＳＢ４において、対応関係が、数式２に示す、脈波伝播時間ＤＴRPと推定血圧値ＥＢＰとの間の関係（ＥＢＰ＝αＤＴRP＋β）である場合には、その関係内の脈波伝播時間ＤＴRPの係数α（負の値）の絶対値が減少させられる。たとえば係数αが−１．２から−０．８へ変更させられる。対応関係が、数式３に示す、脈波伝播速度ＶM と推定血圧値ＥＢＰとの間の関係（ＥＢＰ＝αＶM ＋β）である場合には、その関係内の脈波伝播速度ＶM の係数α（正の値）が増加させられることにより修正される。たとえば係数αが０．８から１．２へ変更させられる。
【００５１】
上記ＳＢ３の判断が肯定された場合は、上記とは反対に、対応関係が、数式２に示す、脈波伝播時間ＤＴRPと推定血圧値ＥＢＰとの間の関係（ＥＢＰ＝αＤＴRP＋β）である場合には、その関係内の脈波伝播時間ＤＴRPの係数α（負の値）の絶対値が増加させられる。たとえば係数αが−０．８から−１．２へ変更させられる。対応関係が、数式３に示す、脈波伝播速度ＶM と推定血圧値ＥＢＰとの間の関係（ＥＢＰ＝αＶM ＋β）である場合には、その関係内の脈波伝播速度ＶM の係数α（正の値）が減少させられる。たとえば係数αが１．２から０．８へ変更させられる。
【００５２】
上述のように本実施例によれば、関係修正手段９２（ＳＢ２乃至ＳＢ５）によって、心拍数算出手段９０（ＳＢ１）により算出された心拍数ＨＲに基づいて前記推定血圧値ＥＢＰと生体の脈波伝播速度情報（ＤＴ或いはＶM ）との間の予め設定された関係（数式２或いは数式３）が、心拍数ＨＲが増加するほど推定血圧値ＥＢＰが高くなるように修正されることから、その関係から推定される推定血圧値の精度が高められるので、血圧監視の信頼性を高めることができる。
【００５３】
すなわち、上記関係が、脈波伝播時間ＤＴと推定血圧値ＥＢＰとの間の関係（ＥＢＰ＝αＤＴ＋β）である場合には、上記関係修正手段９２は、心拍数ＨＲが大きくなるほど、その関係内の脈波伝播時間ＤＴの係数α（負の値）の絶対値を減少させることにより関係を修正する。また、上記関係が、脈波伝播速度ＶM と推定血圧値ＥＢＰとの間の関係（ＥＢＰ＝αＶM ＋β）である場合には、上記関係修正手段９２は、心拍数ＨＲが大きくなるほど、その関係内の脈波伝播速度ＶM の係数α（正の値）を増加させることにより関係を修正するものである。要するに、関係修正手段９２は、心拍数ＨＲが増加するほど推定血圧値ＥＢＰが増加する方向に関係を修正するので、推定血圧値の精度および血圧監視の信頼性が高められる。
【００５４】
因みに、図１１は、生体の血圧値ＢＰ、推定血圧値ＥＢＰ、心拍数ＨＲのトレンドを示している。図１１のｔa 時点以後では、生体の血圧値ＢＰからの推定血圧値ＥＢＰの乖離が認められるけれども、心拍数ＨＲは生体の血圧値ＢＰと共に上昇しているので、たとえばｔb 時点で対応関係が修正されると、推定血圧ＥＢＰは、生体の血圧値ＢＰを少し上回る値に決定されるようになる。関係修正手段９２による係数αの修正はこのように設定されている。したがって、血圧異常の判定が安全側となり、血圧監視の信頼性が一層高められる。
【００５５】
また、本実施例によれば、推定血圧値決定手段７８（ＳＡ９）により決定された推定血圧値ＥＢＰが予め設定された判断基準値を越え、且つ前記心拍周期決定手段８２（ＳＡ１０１）および脈波面積算出手段８４（ＳＡ１０４）により決定された心拍周期ＲＲおよび脈波面積ＶＲの少なくとも一方が予め設定された判断基準値を越えたことに基づいて、血圧測定起動手段８６（ＳＡ１０１乃至ＳＡ１１０）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。したがって、単に、推定血圧値が異常であることに基づいて血圧測定手段による血圧測定を起動させる場合に比較して、判断基準値を正常値へ接近させることができ、急激な血圧変動に対しても遅れがなく、確実に血圧値の異常を判定でき、血圧監視の信頼性を高めることができる。
【００５６】
また、本実施例によれば、前記脈波面積算出手段８４（ＳＡ１０４）は、上記光電脈波の面積Ｓを、その脈波の周期Ｗおよび振幅Ｌにより正規化した正規化脈波ＶＲを算出するものである。このようにすれば、経時変化や個人差が解消される利点がある。
【００５７】
また、本実施例によれば、推定血圧値決定手段７８（ＳＡ９）により逐次算出された推定血圧値ＥＢＰ、心拍周期決定手段８２により逐次決定された心拍周期ＲＲ、脈波面積算出手段８４により逐次算出された末梢部の脈波面積ＶＲを、それぞれ対比可能に共通の時間軸に沿ってトレンド表示する表示器３２が備えられるので、表示器３２に表示される推定血圧値ＥＢＰ、心拍周期ＲＲ、末梢部の脈波面積ＶＲを、それぞれ対比して見ることにより、血圧測定起動手段８６による起動作動の根拠を確認することができるとともに、上記血圧測定手段７０による血圧測定が行われない期間において、生体の循環動態の様子を容易に監視することができる。
【００５８】
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。
【００５９】
たとえば、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方式で血圧を測定するように構成されていたが、コロトコフ音の発生時および消滅時のカフ圧を最高血圧値および最低血圧値として決定する所謂Ｋ音方式により血圧測定するものであっても差し支えない。
【００６０】
また、前述の実施例では、末梢脈波検出手段として光電脈波検出プロープ３８が用いられていたが、たとえば指に装着された電極を介してインピーダンス変化を検出するインピーダンス脈波検出装置、撓骨動脈に押圧されてその内圧を検出する圧脈波検出装置などが用いられてもよい。要するに、生体末梢部の循環動態を反映した脈波であればよいのである。
【００６１】
また、前述の実施例では、心電誘導装置３４により検出された心電波形の所定部位と光電脈波検出プロープ３８により検出された光電脈波の所定部位との間の時間差に基づいて脈波伝播時間ＤＴRP或いは脈波伝播速度ＶM が求められていたが、頸動脈或いは上腕動脈に装着された第１の脈波検出装置と手首或いは指に装着された第２の脈波検出装置との間で脈波伝播時間ＤＴRP或いは脈波伝播速度ＶM が求められてもよい。
【００６２】
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、所定圧を保持したカフ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透過型光電脈波センサなどの他の形式のものも用いられ得る。
【００６３】
また、前述の実施例において、脈波伝播速度ＶM は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。
【００６４】
また、前述の実施例において、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。
【００６５】
また、前述の実施例において、心拍周期ＲＲ（sec ）と心拍数ＨＲ（１／min ）とは１対１の対応関係（ＨＲ＝６０／ＲＲ）があるから、心拍周期ＲＲと単位時間当たりの心拍数ＨＲとはいずれが用いられてもよい。
【００６６】
また、前述の実施例において血圧測定起動手段８６が設けられなくてもよい。推定血圧値ＥＢＰが表示器３２にトレンド表示されることだけでも血圧監視できるからである。
【００６７】
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監視装置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ＤＴRPを例示する図である。
【図４】図１の実施例において求められた推定血圧値ＥＢＰ、心拍周期ＲＲ、および脈波面積ＶＲが表示器にトレンド表示された例を示す図である。
【図５】図１の実施例において、脈波面積ＶＲの正規化の方法を説明する図である。
【図６】推定血圧値ＥＢＰと脈波伝播時間ＤＴとの関係において、脈波伝播時間ＤＴの係数の変化を示す図である。
【図７】推定血圧値ＥＢＰと脈波伝播速度ＶM との関係において、脈波伝播速度ＶM の係数の変化を示す図である。
【図８】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９】図６のＳＡ１０における血圧測定起動判定ルーチンの作動を詳しく説明する図である。
【図１０】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、関係修正ルーチンを示す図である。
【図１１】図１の実施例における電子制御装置２８の制御作動を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１０：カフ
７０：血圧測定手段
７６：対応関係決定手段
７８：推定血圧値決定手段
９０：心拍数算出手段
９２：関係修正手段
【図１】
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【図２】
0003675578.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003675578.tif 000005
【図５】
0003675578.tif 000006
【図６】
0003675578.tif 000007
【図７】
0003675578.tif 000008
【図８】
0003675578.tif 000009
【図９】
0003675578.tif 000010
【図１０】
0003675578.tif 000011
【図１１】
0003675578.tif 000012