(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一連の心拍中の心拍の開始点を確認するための拍動開始点検出器であって、該拍動開始点検出器が、以下：
経時的に血圧を検知し、それによって複数の血圧サンプルを生じさせるための検知手段；および
該心拍の開始点の後で、かつ該一連の心拍中の次の心拍の開始点の前にある開始後点を確認するための手段と、該血圧サンプル、該一連の心拍中の前の心拍の開始点、および該開始後点に基き、該心拍の該開始点を確認する手段を備える処理手段を備える、拍動開始点検出器。
【請求項２】
前記処理手段が、前記開始後点の前に検知される血圧サンプルに基いて、前記心拍の前記開始点を確認する、請求項１に記載の拍動開始点検出器。
【請求項３】
前記処理手段が、前記検知された血圧が最高速度で上昇する間の時間を確認する、請求項１に記載の拍動開始点検出器。
【請求項４】
前記血圧が前記最高速度で上昇する間の時間を確認するための、請求項３に記載の拍動開始点検出器であって、前記処理手段が、複数の取得値を生成し、各取得値は、対応する前もって選択された時間の間の圧力振幅変化を表し、そして該処理手段が、該複数の取得値を比較し、それによって最大取得値を確認し、ここで該最大取得値は、血圧が該最高速度で上昇する間の該時間に対応する、拍動開始点検出器。
【請求項５】
前記処理手順が、正の取得値のみを比較する、請求項４に記載の拍動開始点検出器。
【請求項６】
前記複数の取得値を生成するための、請求項４に記載の拍動開始点検出器であって、前記処理手順が、対応する前もって選択された時間の間に前記圧力振幅変化を拡大し、それによって各取得値を生成する、拍動開始点検出器。
【請求項７】
前記複数の取得値を比較するための、請求項４に記載の拍動開始点検出器であって、前記処理手順が、以前に確認された最大取得値の前もって選択された指数低下を表すエンベロープ閾値を生成し、そしてここで該エンベロープ閾値よりも大きい取得値のみが比較される、拍動開始点検出器。
【請求項８】
選択された時間量によって以前に確認された最大取得値に対応する時間に続く時間に対応する取得値のみが比較される、請求項４に記載の拍動開始点検出器。
【請求項９】
前記複数の取得値を比較するための、請求項４に記載の拍動開始点検出器であって、前記処理手順が、前もって選択された雑音閾値よりも小さい取得値が確認されるまで連続する時間に対応する取得値を連続的に比較する、拍動開始点検出器。
【請求項１０】
前記血圧サンプル、前記一連の心拍中の前の心拍の開始点、および前記開始後点に基いて前記心拍の前記開始点を確認するための、請求項１に記載の拍動開始点検出器であって、前記処理手順が、該開始後点に基いて該心拍の潜在的な開始点として少なくとも一つの候補血圧サンプルを選択し、そして各選択された候補サンプルについて、該候補サンプルと該先行する心拍の前に確認された開始点での血圧振幅との間の血圧変化の閾値率を生成し、そして該処理手順が、さらに該候補サンプルと先行する前もって選択されたサンプルとの間の血圧の局所率変化を生成し、そして閾値率と該局所率とを比較し、それによって該候補サンプルが該心拍の該開始点を構成するか否かを決定する、拍動開始点検出器。
【請求項１１】
前記血圧サンプル、前記一連の心拍中の前の心拍の開始点、および前記開始後点に基いて前記心拍の前記開始点を確認するための、請求項１に記載の拍動開始点検出器であって、前記処理手順が、（ａ）前記開始後点の前に検知された候補血圧サンプルを、該心拍の潜在的な開始点として選択し、（ｂ）該候補サンプルと先行して確認された該先行する心拍の開始点での血圧振幅との間の血圧変化の閾値率を生じさせ、（ｃ）該候補サンプルと前の前もって選択されたサンプルとの間の血圧の局所変化率を生成し、そして（ｄ）該閾値率と該局所率とを比較し、それによって該候補サンプルが該心拍の該開始点を構成するか否かを決定する、拍動開始点検出器。
【請求項１２】
前記処理手順が、候補サンプルが前記心拍の前記開始点として確認されるまで、連続した先行する候補血圧サンプルの各々について前記工程（ａ）から（ｄ）を反復して繰り返す、請求項11に記載の拍動開始点検出器。
【請求項１３】
一連の心拍中の心拍の開始点を確認するための拍動開始点検出器であって、該拍動開始点検出器が、
経時的に血圧を検知し、それによって複数の血圧サンプルを生成するための、検知手段であって、各該サンプルが、対応する時間における血圧振幅を表す検知手段と、
少なくとも一つの候補血圧サンプルを該心拍の潜在的な開始点として選択する選択手段と、各該候補サンプルについて、該候補サンプルと、先行して確認された先行する心拍の開始点での血圧振幅との間の血圧変化の閾値率を生成する手段と、さらに該候補サンプルと先行する前もって選択されたサンプルとの間の血圧の局所変化率を生成し、そして該閾値率と該局所率とを比較し、該候補サンプルが該心拍の該開始点を構成するか否かを決定する手段からなる処理手段を備えることを特徴とする、拍動開始点検出器。
【請求項１４】
一連の心拍中の心拍の開始点を確認するための拍動開始点検出器であって、該拍動開始点検出器が、
経時的に血圧を検知し、それによって複数の血圧サンプルを生成するための検知手段と、
該心拍の開始点の後で、かつ該一連の心拍中の心拍の次の心拍の開始点の前の、時間における開始後点を確認する手段と、
時間における開始後点を確認するために、複数の取得値を生成し、各取得値が、対応する前もって選択された時間の間の圧力振幅変化を表し、該複数の取得値を比較し、それによって最大取得値を確認し、ここで該最大取得値が該開始後点に対応し、そして該開始後点の前に検知された血圧サンプルに基づく該心拍の該開始点を確認し、該開始後点の前に検知された血圧サンプルに基づく該心拍の該開始点を確認するために、（ａ）該開始後点の前の候補血圧サンプルを該心拍の潜在的な開始点として選択し、（ｂ）該候補サンプルと、先行して確認された該一連の心拍中の心拍の先行する心拍の開始点での血圧振幅との間の血圧変化の閾値率を生成し、（ｃ）該候補サンプルと、先行する前もって選択されたサンプルとの間の血圧の局所変化率を生じさせ、そして（ｄ）該閾値率と該局所率を比較し、それによって該候補サンプルが該心拍の該開始点を確認する手段からなる処理手段を備えることを特徴とする拍動開始点検出器。
【請求項１５】
前記開始点を確認するための、請求項14に記載の拍動開始点検出器であって、前記処理手段が、前記心拍の前記開始点が確認されるまで、連続した先行する候補サンプルの各々について前記工程（ａ）から（ｄ）を反復して繰り返す、拍動開始点検出器。
【請求項１６】
一連の心拍中の心拍の開始点を確認するための拍動開始点検出器であって：
経時的に血圧を検知し、複数の血圧サンプルを生成する検知手段；および
該心拍の開始点の後で、かつ一連の心拍中の次の心拍の開始点の前の時間における開始後点を確認するため、および該開始後点に先行する血圧サンプルの少なくともいくつかおよび該一連の心拍中の先行する心拍の開始点を基に導かれた血圧変化の速度を分析することにより該心拍の開始点を確認するための処理手段、を備える、検出器。
【請求項１７】
前記処理手段が、その間に前記血圧が最も速い速度で増加する時間を確認し；そして該その間に血圧が最も速い速度で増加する時間を確認するために、該処理手段が、複数の取得値を生成し、各利得値が、対応する予め選択された時間の間の圧力振幅変化を表し；そして最大の取得値を確認するために該複数の取得値を比較し、ここで、該最大の利得値が、該その間に血圧が該最も速い速度で増加する時間に対応する、請求項16に記載の拍動開始点検出器。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、動脈の血圧を算出する拍動開始点検出器に関する。より詳細には、本発明は、動脈の血圧の算出を補助するために心拍の開始点を確認するための拍動開始点検出器に関する。
血圧は、代表的には、四つの基本的方法の一つによって測定されてきている。すなわち、侵襲的方法、オシロメータ法（oscillometric）、聴診法、および血圧計法である。米国特許出願第08/388,751号、発明の名称「動脈の血圧を算出するための方法および装置」および米国特許出願第08/227,506号、発明の名称「継続的な非侵襲的血圧モニタシステム」（本明細書において参考として援用される）は両方ともMedwave、Inc.に譲渡され、患者に不快感を与えずに血圧を継続的に測定する新規の非侵襲的方法を記載している。新規の方法は、下に位置する（underlying）動脈内の血圧パルスの振幅および形状を非侵襲的に検知し、それによって検知された血圧パルスの振幅を表す信号を生成させることを含む。血圧パルスの検知された振幅および形状を表す検知された信号に基き、個々の心臓周期の振幅および形状対時間を測定することによって、波形情報が決定される。検知された信号および波形情報から導き出されたパラメータは、心収縮期血圧、心拡張期血圧および平均血圧を算出するためにマイクロプロセッサによって用いられる。抑制圧は、動脈の真上にある患者の解剖学的組織に与えられる。好ましくは、センサがその下に位置する動脈の血圧パルスの振幅および形状を検知および検出すると、動脈に与えられる抑制圧は上昇すなわち高くなる。血圧パルスの検知された振幅および形状を表すセンサ信号から血圧を算出するためには、心拍の始まりあるいは開始点が正確に確認あるいは確定され、それによって血圧の算出に用いるためのパラメータの正確な選択を可能にすることが重要である。
心拍の開始の正確な検出あるいは確定は、異なる個人の心拍が非常に異なるため非常に困難であり、かつ誤りを引き起こしやすい。高くなるあるいは上昇する抑制圧を用いることによって、心拍の開始点の正確な検出はますます困難になる。さらに、各心拍の開始点は一連の血圧サンプルからほぼ即座にディジタル式で確定されなければならないので、心拍の開始点を検出するプロセス全体がさらに困難になる。
発明の要旨
本発明は、心拍の開始点を確認するための拍動開始点検出器である。本発明の拍動開始点検出器は、ある時間にわたって血圧を検知し、それによって複数の血圧サンプルを生成させる方法で用いられる。各サンプルは、対応する血圧振幅および時間を有する。最初の心拍の開始点の後にあり、第２の心拍の開始点の前にある、時間の開始後点（post onset point）が確認される。開始後点および血圧サンプルを用いて、第１の心拍の開始点が確認される。
開始後点は、好ましくは、検知された血圧が最高速度で上昇する時間である。好ましくは、その間に検知された血圧が最高速度で上昇する時間は、複数の取得値を生成させることによって確認される。各取得値は、対応する前もって選択された時間の間の圧力振幅変化を表す。複数の取得値が比較され、それによって最大取得値が確認される。最大取得値は、その間に血圧が最高速度で上昇する時間に対応する。好ましくは、上記方法において、複数の取得値を生成させるための工程は、圧力振幅変化を大きくし、それによって取得値を生じさせることを含む。さらに、複数の取得値を比較する工程は、好ましくは、正の取得値のみの比較を含む。取得値を比較する工程は、好ましくは、前に確認された最大取得値の前もって選択された指数減少（exponential decay）を表すエンベロープ（envelope）閾値を生じさせる工程をさらに包含し、ここでは上記エンベロープ（envelope）閾値よりも大きい取得値のみが比較される。複数の取得値を比較する工程は、好ましくは、前に確定された最大取得値に対応する時間の選択された時間に続く時間に対応する取得値のみの比較を含む。
血圧サンプルおよび開始後点に基いて心拍の開始点を確認する工程は、好ましくは、開始後点の前にある候補サンプルと前に確認された前の心拍の開始点での血圧振幅との間の血圧変化の閾値率を生じさせる工程と、候補サンプルと前の選択されたサンプルとの間の血圧変化の局所率を生じさせる工程と、閾値率と局所率とを比較し、それによって候補サンプルが心拍の開始点を構成するかを決定する工程と、を包含する。
【図面の簡単な説明】
図１は、患者の手首に取り付けられたセンサアセンブリを有する血圧モニタシステムの透視図である。
図２は、センサアセンブリによって検知され、かつ血圧モニタシステムによってディジタル化された複数の血圧サンプルを示すグラフである。
図３は、図２の血圧サンプルから導き出される複数のデルタ血圧サンプルを示すグラフである。
図４は、デルタ血圧ピークを確認する方法を示す、図３のグラフの一部の拡大図である。
図５は、図４の確認されたデルタ血圧ピーク値に基く心拍の開始点を確認するための方法を示す、図２のグラフの一部の拡大図である。
好ましい実施態様の詳細な記載
図１は、患者の手首22内の下に位置する動脈の血圧を測定および表示するための血圧モニタシステム20を示す。モニタシステム20は、手首アセンブリ24、モニタ26、シリンダ28、ケーブル30およびケーブル32を備えている。
手首アセンブリ24は、手首内部の動脈に変化する抑制圧（hold down pressure）を与えるため、かつ動脈内で生じる血圧波形を検知するために、手首22に取り付けられる。手首アセンブリ24は、スイベルマウント34、抑制アセンブリ36、センサインタフェースアセンブリ38、波形圧トランスデューサ40、抑制圧トランスデューサ42、接続管44、手首マウント46および手首パッド48を備えている。
シリンダ28は、モニタ26の制御下でケーブル32を介して流体圧を手首アセンブリ24に与え、それによって変化する抑制圧を生じさせる。シリンダ28は、ストッパモータあるいは線形作動器によって駆動される可動ピストンを備える。
手首アセンブリ24への電気的電圧印加（energization）およびモニタ26への圧力波形センサ信号は、モニタ26と手首アセンブリとの間に延びる電気導体にケーブル30、シリンダ28およびケーブル32を介して与えられる。シリンダ28への駆動信号は、モニタ26からケーブル30内の電気導体を介して供給される。
モニタ26は手首アセンブリ24から圧力波形センサ信号を受け取り、信号をディジタル化することにより複数の脈拍について圧力波形データを生成し、データに対する波形分析を行う。波形分析により複数の波形パラメータが抽出され、これらの波形パラメータは好ましくは波形形状、総体的振幅および取得パラメータを含む。モニタ26は、波形パラメータから平均血圧、心拡張期血圧および心収縮期血圧などの血圧値を算出あるいは導き出す。次いで、モニタ26は導き出された血圧値を表示する。
図１に示されるように、モニタ26は制御スイッチすなわち入力キー50a〜50g、ディジタルディスプレイ52a〜52cおよび表示スクリーン54を備えている。入力キー50a〜50cは、モニタ32を制御するためのハードキーを備えている。入力キー50d〜50gは、様々な機能について適合可能なソフトウェアプログラム可能キーからなる。ディジタルディスプレイ52a〜52cは、心収縮期血圧、心拡張期血圧および平均血圧をそれぞれ継続的に表示する。表示スクリーン54は、オペレータを導くために血圧パルス波形およびプロンプトを表示する。
動作中には、センサインタフェースアセンブリ38は、橈骨動脈の上に配置される。手首マウント46は、センサインタフェースアセンブリ38を含む手首アセンブリ24の位置を手首22上に維持する。ケーブル32を介してシリンダ28から与えられる流体圧に応答して、抑制アセンブリ36は力を与え、センサインタフェースアセンブリ38を移動させ、それによって橈骨動脈の上の手首22に与えられる圧力を変化させる。
この圧力が変化させられると、別個の動脈圧波形が、下に位置する動脈内の血圧パルスによって示される。各波形は心臓周期に対応する。各動脈血圧波形あるいは形状は、個々の心臓周期の間の、下に位置する動脈のパルス対時間によって示される圧力を検知および測定することによって得られる。動脈血圧は、センサインタフェースアセンブリ38に与えられ、インタフェースアセンブリ38から管44を介して波形圧力トランスデューサ40に流体圧として移送される。トランスデューサ40からの電気センサ信号は、ディジタル化および分析のためにモニタ26に供給される。
各検知された波形の振幅は、センサインタフェースアセンブリ38によって動脈に与えられた印加圧力と動脈パルスの振幅との関数である。少なくともひとつの波形の形状特性および検知された波形から導き出された他のパラメータは、心収縮期血圧、平均血圧および心拡張期血圧を決定するために、モニタ26のディジタル信号処理回路によって用いられる。算出された圧力は、ディスプレイ52a〜52cおよびディスプレイスクリーン54によって表示される。
米国特許出願第08/388,751号に記載されているように、モニタ26はトランスデューサ40から電気信号を受取り、分析のために電気信号をディジタル化し、それによって心収縮圧値、平均圧値および心拡張圧値を決定する。図２は、手首アセンブリ24の圧力トランスデューサ40によって検知され、かつモニタ26（図１に図示）によってディジタル化される代表的な血圧サンプル60を示すグラフであり、複数の個々の心臓周期の間に、センサインタフェースアセンブリ38（図１に図示）によって与えられる圧力が上昇期間68の間は徐々に上昇あるいは高くなり、それに続き、低下期間70の間はセンサインタフェースアセンブリ38によって動脈に与えられる圧力が急速に緩和あるいは低下するようなものである。好ましくは、モニタ26は、一秒間に128回の圧力振幅測定あるいはサンプルのサンプリング速度で、圧力トランスデューサ40によって検知される血圧をディジタル化する。あるいは、モニタ26は、好ましいサンプリング回数よりも多いあるいは少ない様々なサンプリング回数で、ある時間にわたって血圧をディジタル化し得る。
図２のグラフによって示されるように、各サンプル60は、グラフの横座標に示されるように、開始されてからサンプル60が得られる時間までにモニタ26によってディジタル化されたサンプル数を表す対応するサンプル指数72、およびグラフの縦座標に示されるように、mmHg単位で示された対応する血圧値74を有する。グラフによって示されるように、動脈に与えらる抑制圧、およびパルスによって示され、かつ手首アセンブリ24によって測定される得られる圧力は、サンプル指数600からサンプル指数1050まで次第に上昇する。おおよそサンプル指数1050では、手首アセンブリ24によって与えられる抑制圧は低下あるいは緩和され、それによって血圧サンプルを概して下方に傾斜させる。図２に示されるように、血圧サンプル60は互いに結びつき、個々の心拍を表す波形62の輪郭を描く。各波形62は、１つあるいはそれ以上の重搏性ノッチ（dichrotic notch）64を有し得る。波形62が重搏性ノッチを視覚的に示す印をいずれも含まなくてもよいことも可能である。上述のように、モニタ26は血圧サンプル60および個々の心拍62の形状特性からパラメータを導き出し、それによって心収縮期血圧、心拡張期血圧および平均血圧を算出する。重搏性ノッチ64の数、各波形62の一般的な大きさおよび形状は、様々な個人の多様な心拍速度および物理的特性によって異なる。
血圧サンプル60から導き出されたパラメータを用いて血圧を算出するために、モニタ26は、好ましくは、円66によって概して示される各心拍の開始点をディジタル式に確定する。各心拍の開始点を確認するために、モニタ26はある時間にわたって血圧を検知することによって複数の血圧サンプル60を生じさせ、第１の心拍の開始点の後にあり、第２の心拍の開始点の前にある開始後点、すなわち「POP」を時間で確認する。POPが確認されると、モニタ26は血圧サンプルおよびPOPに基いて第１の心拍の開始点を確認する。例えば、波形62aによって表される心拍の開始点を確定するために、モニタ26は、波形62aおよび波形62bそれぞれの開始点66aと66bとの間のPOPを確認する。POPが確認されると、モニタ26は、血圧サンプルおよびPOPに基いて第１の心拍の開始点を確認する。例えば、波形62aによって示される心拍の開始を決定するために、モニタ26は、波形62aおよび波形62bそれぞれの開始点66aと66bとの間のPOPを確認する。POPが確認されると、モニタ26はPOPおよび検知された血圧サンプル60を用いて開始点66aの正確な位置を確認する。
図３および図４は、第１の心拍の開始点の確認に用いるためにPOPを確認するための好ましい方法をグラフで示している。特に、本発明の拍動開始点検出器は、血圧が最高速度で上昇する時間を開始後点として用いる。図３は、血圧サンプル60（図２に図示）から導き出されたデルタ圧力サンプル90を示すグラフである。各心拍についてPOPをディジタル式で確定するためには、モニタ26は、好ましくは、図２からの血圧サンプルを図３に示されている導き出されたデルタ圧力サンプル90の新しいシーケンスに変形させる。血圧トランスデューサ40によって検知され、モニタ26によってディジタル化される各血圧サンプル60（図２に示される）について、モニタ26はデルタ圧力サンプル90を生成する。各デルタ圧力サンプル90は、図３のグラフの横座標に示されるように対応するサンプル指数98および図３のグラフの縦座標に示されるようにmmHg2単位で表される対応するデルタ圧力値100を有している。デルタ圧力サンプル90に対応するサンプル指数は、対応する血圧サンプル60のサンプル指数に等しい対応するサンプル指数を有している。その結果、各デルタ圧力サンプル90は、図２に示される血圧サンプル60に対応する。
各デルタ圧力サンプル90についてデルタ圧力値100を算出するために、モニタ26は、連続する血圧サンプル60の前もって選択された対の間で差あるいは変化率を比較する。特に、第１の血圧サンプル60に対応する各第１のデルタ圧力値90について、モニタ26は、好ましくは、第１の血圧サンプル60を、第１の血圧サンプル60が記録された７つ前のサンプルに記録された第２の血圧サンプル60と比較する。第１の血圧サンプル60が第２の血圧サンプル60の血圧値よりも大きい血圧値を有する場合、モニタ26は、第１のデルタ血圧サンプル90のデルタ圧力値100を、第１の血圧サンプル60の血圧値と第２の血圧サンプル60の血圧値との間の差の数の二乗に等しく設定する。あるいは、第１の血圧サンプル60が第２の血圧サンプル60の血圧値よりも小さい血圧値を有する場合、モニタ26は、好ましくは、第１のデルタ血圧サンプル90のデルタ圧力値100をゼロで設定する。言い換えれば、心拍62が概して低下するすなわち下降する領域で第１の血圧サンプル60が第２の血圧サンプル60に追従する場合、モニタ26はデルタ圧力サンプル90のデルタ圧力値100をゼロにする。例えば、モニタ26は、サンプル指数718および血圧値74aを有する図２の血圧サンプル60aを、血圧サンプル指数711および血圧値74bを有する血圧サンプル60bと比較する。血圧値74aは血圧値74bよりも大きいので、モニタ26は血圧値74aと血圧値74bとの間の差の数の二乗を生成し、それによって図３に示されるようなサンプル指数718およびデルタ圧力値100aを有するデルタ圧力サンプル90aを生じさせる。デルタ圧力値90cを生じさせるために、モニタ26は、サンプル指数850を有しおよび血圧値74cを有する血圧サンプル60cを、サンプル指数843および血圧値74dを有する血圧サンプル60dと比較する。血圧値74cは血圧値74dよりも低いので、モニタ26はデルタ圧力サンプル90cのデルタ圧力値100を図３に示されるようにゼロで設定する。
モニタ26は連続する血圧サンプル60の血圧値間のあらゆる正の差を数値二乗するので、モニタ26は連続する血圧サンプル60の間のあらゆる正の差も拡大および拡張する。その結果、各重搏性ノッチ64に対する各ピークデルタ圧力サンプル96（以下、デルタ圧力ピーク96）の相対的な大きさも拡大される。図３に示されるように、図２に重搏性ノッチ64がある場合は、このノッチは縮小された重搏性ノッチ94に変形される。重搏性ノッチ94の値は、デルタ圧力ピーク96の値に対して低減されるので、デルタ圧力ピーク96はモニタ26によってより容易に確認され、各重搏性ノッチ94の概してより小さいピークとはより容易に区別される。従って、モニタ26が重搏性ノッチ94をデルタ圧力ピーク96として誤認する可能性は最小化されるあるいはなくなる。
図３にさらに示されるように、図２に示される各心拍開始点66について、図３に示される一つの対応するピークデルタ圧力サンプル96が存在する。概して、ピークデルタ圧力サンプル96に対応するサンプル指数98は、対応する心拍開始点66に対応するサンプル指数98よりもわずかに高い。言い換えれば、各心拍開始点66はデルタ圧力ピーク96の直前にある。これによって心拍開始点66の自動検出は、デルタ圧力ピーク96の自動検出によって大幅に容易化され得ることになる。
デルタ圧力ピーク96を検出あるいは位置づけるために、モニタ26は、最も新しく検出されたデルタ圧力ピーク96以降、各対応するデルタ圧力サンプル90のデルタ圧力値100を前のデルタ圧力サンプル90と比較する。デルタ圧力ピーク96を確認するためには様々な技術が用いられ得るが、本発明の拍動開始点検出器は、各心拍の開始点が一連の血圧サンプルから正確かつ瞬時に確定され得るように、低下指数閾値（decaying exponential threshold）が続く休止期間の使用を組み合わせ、それによってデルタ圧力ピーク96の正確でかつ瞬時の検出を容易にする。図４は、連続するデルタ圧力ピーク96'および96の対を含む複数のデルタ圧力サンプル90を示す、図３の一部の拡大図である。検討のために、圧力ピーク96'はモニタ26によって既に検出されていると仮定する。図４によってグラフに示されるように、前のデルタ圧力ピーク96'の検出後、モニタ26は、好ましくは15ミリ秒に等しい時間すなわち休止期間301だけ次のピークの検索を停止する。休止期間301が経過すると、モニタ26は各デルタ圧力サンプル90について可変閾値405を生じさせる。各可変閾値405は、好ましくは、前に確認されたデルタ圧力ピークサンプル96'に対応するデルタ圧力値の指数低下値である。好ましくは、指数低下の速度は一定であり、128回毎秒のサンプリング速度を仮定すると、一回のサンプルについて一般的に−0.13に等しい。デルタ圧力ピーク96の検出を容易にするために、モニタ26は各デルタ圧力サンプル90のデルタ圧力値をそれに対応する可変閾値405と比較する。可変閾値405は、一回のサンプリングにつきおよそ−0.13の一定の速度で指数低下されるので、モニタ26は、センサインタフェースアセンブリ38（図１に図示）の上昇期間68および低下期間70（図２に図示）の両方の間にデルタ圧力ピーク96を確認し得る。理解され得るように、指数低下速度は、予測される雑音レベルに依存して変えられ得る。
デルタ圧力ピーク96に対するより容易な検出を促進するために、モニタ26は、それらの対応する可変閾値405未満のデルタ圧力値を有する全てのデルタ圧力サンプルを除去する。対応する可変デルタ圧力閾値405よりも大きいデルタ圧力値100を有する第１のデルタ圧力サンプル90をモニタ26が確認すると、モニタ26は第１の確認されたデルタ圧力サンプルのデルタ圧力値100をそれに続く第２のデルタ圧力サンプル90のデルタ圧力値と比較する。第１のデルタ圧力サンプルのデルタ圧力値100が第２のデルタ圧力サンプルのデルタ圧力値よりも大きい場合、第１のデルタ圧力サンプルはデルタ圧力ピークとして確認される。しかし、第１のデルタ圧力サンプルのデルタ圧力値100が第２のデルタ圧力サンプルの第２のデルタ値100のデルタ圧力値よりも小さい場合、モニタ26は第１のデルタ圧力サンプルを潜在的なデルタ圧力ピークとして除去し、第２のデルタ圧力サンプルのデルタ圧力値100をそれに続く第３のデルタ圧力サンプルのデルタ圧力値100と比較することによって続行する。モニタ26は、続く第２のデルタ圧力サンプル90のデルタ圧力値100よりも大きいデルタ圧力値100を有する第１のデルタ圧力サンプルが見出されるまで、デルタ圧力サンプル90の連続する対を比較し続ける。続くデルタ圧力サンプル90のデルタ圧力値100よりも大きいデルタ圧力値100を有するデルタ圧力サンプル90が見出されると、第１のデルタ圧力サンプルがデルタ圧力ピーク96として確認される。例えば、デルタ圧力サンプル90eに対応するデルタ圧力値は可変閾値405eよりも小さいので、モニタ26は次のデルタ圧力サンプル90fのデルタ圧力値を可変デルタ圧力閾値405fと比較する。デルタ圧力サンプル90fに対応するデルタ圧力値が可変デルタ圧力閾値405fよりも未だに小さい場合、デルタ圧力サンプル90に対応するデルタ圧力値が可変デルタ圧力閾値405gよりも大きくなるようなデルタ圧力サンプル90が検出されるまで評価は続行する。そのようなデルタ圧力サンプル90gが検出されると、続く各デルタ圧力サンプル90のデルタ圧力値を前のデルタ圧力サンプル90のデルタ圧力値と比較し、デルタ圧力サンプル96に続くデルタ圧力サンプル90hに対応するデルタ圧力値がデルタ圧力サンプル96に対応するデルタ圧力値よりも小さくなるようなデルタ圧力サンプル96を見出すことによって、モニタ26はデルタ圧力ピーク96を見出す。モニタ26は、デルタ圧力ピーク96を確認するために連続するデルタ圧力サンプルの各対および全ての対は比較しないので、モニタ26は、雑音から生じる連続的なデルタ圧力サンプル間の一時的な小さい増加をデルタ圧力ピーク96として誤認することが避けられる。その結果、モニタ26は不注意な読み出しを取り除き、それによってデルタ圧力ピーク96のより確実でより信頼性のある検出が提供される。その結果、モニタ26は、デルタ圧力ピーク96を迅速かつ正確に確認し得る。
好ましくはデルタ圧力ピーク96である開始後点がモニタ26によって検出されると、モニタ26は、開始後点（デルタ圧力ピーク96）の前に検知された血圧サンプルに基き、対応する心拍開始点66を検出する。モニタ26は、開始後点（デルタ圧力ピーク96）の前にある候補血圧サンプルと前の心拍の開始点として確認される血圧サンプルとの間の血圧変化の閾値率を表す値を好ましくは生じさせる。モニタ26は、候補サンプルとその前の前もって選択された血圧サンプルとの間の血圧変化の局所率を生じさせる。モニタ26は血圧変化の閾値率と血圧変化の局所率とを比較し、候補サンプルが心拍開始点を構成するかを決定する。
図５は、図２に示されるグラフの一部の拡大図であり、モニタ26がPOPの前に検知された血圧サンプルに基いて心拍開始点、好ましくはデルタ圧力ピーク96を確認する好ましい方法をグラフで示している。図５は、２つの連続する波形62aおよび62bならびにサンプル60の複数の個々の圧力サンプル63、65、66、66'および69を図示している。図５に示されるように、モニタ26はまず、デルタ圧力ピーク96（図３に図示）のサンプル指数98に対応するサンプル指数72を有する血圧サンプル63を選択する。モニタ26は、血圧サンプル63と前の心拍開始点66'（既に検出されていると仮定する）を結び付ける切片101と、血圧サンプル63と直前の血圧サンプル65を結び付ける切片201とによって形成される角度71の大きさを計算する。モニタ26は、角度71の大きさを前に設定された一定の閾値と比較し、血圧サンプル63が心拍62bの開始点を構成するかを決定する。血圧サンプル63が心拍62bの開始点として確認されない場合、モニタ26は、血圧サンプルが心拍62bの開始点として確認されるまで、血圧サンプル63の前の各血圧サンプルについて同一の分析を続行する。例えば、血圧サンプル63が心拍62bの開始点として確認されない場合、モニタ26は、血圧サンプル65を前の心拍開始点66‘と結び付ける切片103と、血圧サンプル65と直前の血圧サンプル67を結び付ける切片203とによって形成される角度73の大きさを計算する。血圧サンプル65が心拍62bの開始点として確認されない場合、モニタ26は、前に設定された一定の閾値の前もって選択された関係を有する計算された角度を有する血圧サンプルが確認されるまで、各連続的に続く血圧サンプル67、66などについてそのような角度の大きさを計算し続ける。図５に示される例において、血圧サンプル66を前の心拍開始点66'と結び付ける切片107および血圧サンプル66と直前の血圧サンプル69を結び付ける切片207によって形成される角度77の側（side）は、前に設定の一定の閾値よりも小さい。従って、血圧サンプル66は、モニタ26によって心拍の開始点66として確認される。その結果、上記の方法は、モニタ26が上昇期間68の間に抑制アセンブリ36によって生じる概して上向きの傾斜とは無関係に、かつ、低下期間70（図２に図示）の間に抑制アセンブリ36によって生じる概して下向きの傾斜とは無関係に、心拍の開始点を迅速かつ有効に検出することを可能にする。理解され得るように、血圧変化の局所率および閾値率を表す値として角度71〜77を用い、そして角度71〜77を比較して開始点66を確認する代わりに、モニタ26はまた、開始点66を確認するために比較のために血圧変化の局所率および閾値率を表す他の様々な値を計算しそれらの値を用いてもよい。例えば、切片101および201〜205の傾斜は、開始点66を確認するために生成され比較され得る。
図示のために、前の心拍開始点66'が既に検出されていると仮定される。まさに最初の開始点を検出するために、最初の血圧サンプル60が前の心拍の開始点と考えられる。その結果、始動の間の最初の心拍の確認された開始点は不正確であり得る。第２の心拍の開始点の確認は第１の心拍の確認された開始点に依存し、かつ第３の心拍の開始点の確認は第２の心拍の確認された開始点に依存するので、まさに始めの確認された開始点が最初は不正確であることが連続的に確認された開始点に与える影響は、時間経過に従って少なくなる。その結果、本発明の拍動開始点検出器は、自己調整あるいは自己修正できるものである。
結論として、本発明の拍動開始点検出器は、下に存在する動脈に与えられる抑制圧が一定であるか、上昇するかあるいは低下するかに概して無関係に、かつ心拍が健康な個人、不健康な個人、あるいは老人または若者、またさらには薬物治療中の個人からの心拍であるかに無関係に、心拍すなわち波形を正確に信頼性をもってほぼ瞬時に確認する。本発明の拍動開始点検出器は、大幅に異なる形状の波形を有する非常に様々な心拍について開始点を確認し得る。特に、本発明の拍動開始点検出器によって、モニタ26が開始後点すなわちPOPを確認し得る。POPを用いて、本発明の拍動開始点検出器は、POPとの前もって選択された関係を有する血圧サンプルのみを選択し用いる。好ましくは、POPの前にある血圧サンプルのみが、心拍の潜在的な開始点として試験される。その結果、本発明の拍動開始点検出器は、各全ての心拍すなわち波形の選択された部分すなわち共通の核を用いて、波形全体の形状に無関係に各波形の開始点を一貫して正確に確認する。本発明の拍動開始点検出器は、各波形の開始点を確認するために各波形の共通する核のみを確認および用いるので、形状や異なる点とは無関係に、各波形の残りの部分は無視される。本発明の拍動開始点検出器は、各波形を形成する血圧サンプルの残りの部分を拒否、無視、またあるいは廃棄するので、雑音もしくは波形の不規則的な形状の部分すなわち主要部分を表す血圧サンプルによって生じる開始点の確認の誤りおよび矛盾がなくなる。その結果、本発明の拍動開始点検出器によって、モニタ26は、老人あるいは若者、運動を行っている人あるいは非活動的な人、または薬物治療中の人あるいは薬物治療を行っていない人からの様々な心拍の開始点を検出し得る。
さらに、モニタ26は、各波形の開始点を確認するために各全ての心拍すなわち波形の選択された重要な部分すなわち共通の核のみを確認し用いるので、本発明の拍動開始点検出器によって、モニタ26は、複数の血圧サンプルから各心拍の開始点をほぼ瞬時に確認し得る。本発明の拍動開始点検出器によって、検知された血圧が最高速度で上昇する時間、すなわちデルタ圧力ピークが確認され、デルタ圧力ピークの前に検知された血圧サンプルに基いて心拍開始点が確認されるので、各波形を形成する概して開始点とは無関係の血圧サンプルの大部分は、心拍の開始点の確認に際してモニタ26によって無視され得る。本発明の拍動開始点検出器は、休止期間の後に生じ、生成された可変閾値よりも大きいデルタ圧力値を有するデルタ圧力サンプルのみを比較するので、モニタ26はデルタ圧力サンプルの大部分を潜在的なデルタ圧力ピークとして排除あるいは除去する。正のデルタ圧力値のみが比較され、正のデルタ圧力値が拡大されるので、モニタ26は、不規則なあるいは重要ではないデルタ圧力サンプルを自動的に無視する。その結果、モニタ26は、心拍の開始点をより迅速に確認し得る。
さらに、本発明の拍動開始点検出器は、候補サンプルと前の心拍の前に確認された開始点での血圧振幅との間の血圧変化の閾値率を生じさせ、候補サンプルとその前の前もって選択されたサンプルとの間の血圧変化の局所率を生じさせ、それらの閾値率と局所率とを比較することによって、心拍の開始点を確認するので、本発明の拍動開始点検出器は、下にある動脈に与えられる抑制圧が一定であるか、上昇するかあるいは低下するかに無関係に、かつ望ましくなく意図されない抑制圧の上昇（雑音）とは無関係に、心拍の開始点を確認し得る。その結果、本発明の拍動開始点検出器は、心拍の開始点の確認において任意の意図されたあるいは意図されない上昇するあるいは低下する抑制圧を自動的に考慮に入れる。
本発明を好ましい実施態様を参照して記載したが、本発明の精神および範囲から逸脱せずに形態および詳細に変更を行い得ることが当業者には理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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