(57)【要約】血圧測定値が聴覚的に表現される。音響合成器（１５）は、血圧情報を示す信号を受信し、信号から音響出力を合成する。合成された音響出力の持続時間およびピッチの両方が、段階スケール等の線形目盛または非線形目盛による血圧情報の値に基づく。血圧情報は、動脈または肺動脈の収縮期、拡張期、および平均血圧測定値の少なくとも１つを含む。音響出力は、１つの音または一連の音から構成される音声信号を含む。１つまたは複数の音は、血圧測定の種類を示す。音声信号は、１つ以上の静的ビーコンまたは動的ビーコンを含んでいてもよい。
2008516701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の血圧を聴覚的に表現または表示する方法であって、
血圧情報を示す信号を受信するステップと、
前記信号から音響出力を合成するステップと、
を含み、前記合成された音響出力の持続時間およびピッチが、前記血圧情報に基づく方法。
【請求項２】
スピーカまたはイヤホンを介して前記音響出力を出力するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記血圧情報が、動脈または肺動脈の収縮期、拡張期、および平均血圧測定値の少なくとも１つを含み、前記音響出力が、１つの音または一連の音から構成される音声信号を含み、前記１つの音または一連の音が血圧測定の種類を示す請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記音声信号が、前回の血圧測定値を示す初期音をさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記音声信号が、血圧パラメータの所定値を示すビーコン音をさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
各音声信号の前に聴覚プロンプト信号を生成するステップをさらに含む請求項３〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記音声信号が複数の音を含み、前記音の基本周波数に倍音を付加することによって、前記音を聴覚的に識別するステップをさらに含む請求項３〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記合成された音響出力のピッチが、段階スケールによる前記血圧情報に基づく、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記合成された音響出力の持続時間が、段階スケールによる前記血圧情報に基づく、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記段階スケールが３部スケールである請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
被験者の血圧を聴覚的に表現または表示する装置であって、
血圧情報を示す信号を受信し、前記信号から音響出力を合成するように構成された音響合成器を含み、
前記合成された音響出力の持続時間およびピッチが、前記血圧情報の値に基づく装置。
【請求項１２】
前記音響出力の特性を変更するユーザインタフェースをさらに含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記血圧情報を受信し、前記信号を血圧情報から取り出す信号処理器をさらに含み、前記信号処理器は、前記音響合成器に接続された出力を有する請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記血圧情報が、動脈または肺動脈の収縮期、拡張期、および平均血圧測定値の少なくとも１つを含み、前記音響出力が、１つの音または一連の音から構成される音声信号を含み、前記１つ音または一連の音が血圧測定の種類を示す請求項１１〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの前回の血圧測定値を格納するメモリをさらに含み、前記音声信号が、前回の血圧測定値を示す初期音をさらに含む請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記音響出力のピッチが、段階スケールによる前記血圧情報に基づく請求項１１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記音響出力の持続時間が、段階スケールによる前記血圧情報に基づく請求項１１〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
被験者の生理学的パラメータの測定値を聴覚的に表現する装置であって、
前記生理学的パラメータの前記測定値を示す信号を受信し、前記信号から音響出力を合成するように構成された音響合成手段を含み、
前記合成された音響出力の持続時間およびピッチが、前記測定された生理学的パラメータの値に基づく装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血圧をモニタリングする方法および装置に関し、特に、血圧の聴覚的モニタリングが可能となるように麻酔および集中治療時に血圧読取り値を聴覚表示する改良された方法および装置に関するが、これらに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
本明細書において背景技術へ単に言及したからといって、これらの技術が、共通の一般知識または本出願に関して許容可能な従来技術を構成することを認めたとして解釈されるべきではない。
血圧は、身体の潅流を行わせる力を示し、心臓の負荷を部分的に反映する主要な心血管パラメータである［１］。意味のある血圧読取りは困難である。第１に、異なる技術により著しく異なる読取りが得られる。第２に、環境および感情の変化により血圧が著しく変化し得る。患者の状況を解釈する際に血圧情報をよりよく活用するために、臨床医は、血圧の傾向情報、好ましくは、カプノグラフィ等の他の関連する患者の生理学的測定と組み合わせた傾向情報を必要とする。現状においては、血圧の傾向情報は、連続的情報を提供する観血的測定、または断続的情報を提供する非観血血圧（ＮＩＢＰ）の測定によって収集される。
【０００３】
視覚的に表示される情報の臨床医によるサンプリング率が低いことにより、他の生理学的パラメータとの関連における異なる血圧測定を解釈することが難しくなる場合がある。これは、自動式ＮＩＢＰを用いる場合には特に問題となる。というのも、前回の測定からの経過時間が不明となることがあり、情報紛失が装置内の故障によるものか患者によるものかを即時に判別できないためである［１］。
【０００４】
通常、血圧は、数値およびグラフによる視覚表示を用いて示される。異常がある場合は聴覚アラームで示す場合もある。麻酔を受けた患者の状態の高次のプロパティをグラフにより示す、血圧を含むデータを統合する種々の表示が提案されている［２］−［４］。これらの表示は、臨床医が視覚表示に注意を払うことができるかどうかに依存しているが、それは常に可能とは限らない［５］。さらに、これらの表示では、聴覚方式で血圧が伝達されず、生理学的パラメータの断続的測定と連続的測定とが区別されない。臨床医の注意を視覚表示へと向けさせるためには、聴覚アラームが特には効果的でないことを示す強固な証拠がある［５］−［７］。したがって、提案された視覚表示が統合データを提供するという利点を有するとしても、看護する環境の人間が視覚表示による何らかの重要な情報を見落としがちになる可能性がある。
【０００５】
マルチパラメータを用いた連続式聴覚表示の一部として血圧の可聴化を試みた手法もある［８］。この可聴化には、少なくとも４つの問題点がある。第１に、血圧情報は継続的に測定されないことがあるため、前回の値が測定されてから血圧が変化している場合もあり、そのようなパラメータを含めることは誤解を生じ易い。よって、臨床医の診断が不正確な情報に基づいてなされかねないために、大きな危険を招く可能性がある［５］。第２に、１つ以上の音響次元に着目することにより、この可聴化情報から血圧情報を分離する必要がある。第３に、この可聴化情報には履歴情報が含まれない。第４に、この可聴化情報は、視覚および聴覚に亘る統合に対応するように設計されていない。
【０００６】
米国特許第６９４７７８０号には、生理データ、特に血中酸素濃度計の読取り値を可聴化する方法および装置が開示されている。測定された酸素濃度計の読取り値に応じて、音響信号が脈拍毎に生成される。ある範囲において予め定められている複数の転移点の１つに測定値が対応する場合、対応する周波数の音が生成される。２つの転移点の間に読取り値があると、２つの音信号が生成される。２つの音信号は２つの周波数を含み、各周波数は、上記２つの転移点に読取り値がそれぞれどの程度近接しているか、その程度に応じて振幅が変更される。この可聴化システムの評価データは提示されていないものの、特に典型的な脈拍数において、近接した周波数の音や異なる振幅を区別することは、臨床医にとって困難となると考えられる。
【０００７】
国際特許出願ＷＯ０３／０１７８３８には、呼吸行動の可聴化が開示されている。この方法には、呼吸量や二酸化炭素濃度等の、測定された呼吸パラメータの異なるレベルを示す異なるピッチの音が用いられている。臨床医や他のユーザは、ピッチのみに基づいてパラメータ値を聴覚的に区別しなくてはならない。
【発明の開示】
【０００８】
本発明の目的は、特に麻酔および集中治療時の、従来技術による血圧モニタリングシステムの１つ以上の制約や問題点を解決または緩和する、あるいは少なくとも公衆に有用な選択を提供する、血圧をモニタリングする改良された方法および装置を提供することにある。
広義において、本発明は、被験者の血圧を聴覚的に表現または表示する方法であって、
血圧情報を示す信号を受信するステップと、
前記信号から音響出力を合成するステップと、
を含み、前記合成された音響出力の持続時間およびピッチが、前記血圧情報に基づく方法を提供する。
【０００９】
広義において、本発明は、被験者の血圧を聴覚的に表現または表示する装置であって、
血圧情報を示す信号を受信し、前記信号から音響出力を合成するように構成された音響合成器を含み、
前記合成された音響出力の持続時間およびピッチが、前記血圧情報の値に基づく装置を提供する。
【００１０】
血圧情報は、典型的には、観血的手段または非観血的手段によって得られる動脈または肺動脈の収縮期、拡張期、および平均血圧測定値の少なくとも１つを含む。この情報がデジタル形式ではない場合、情報は音響合成器の入力に接続された信号処理器によってデジタル形式へと変換されることが好ましい。
音響出力は、１つの音または一連の音から構成される音声信号を含む。前記１つまたは複数の音は、血圧測定の種類を示す。例えば、収縮期および拡張期血圧の読取り値を、音声信号において２つの別々の音として可聴化してもよい。
【００１１】
実用にあたっては、被験者の収縮期、拡張期、および／または平均血圧における変化は、典型的には、スピーカ、ヘッドホン、またはイヤホンを通じて聞こえる、合成された音響出力における変化として聴覚的に表現およびモニタリングされる。
血圧情報の聴覚評価は、合成された音響出力の持続時間およびピッチの両方を、血圧情報の聴覚的指標として用いることで容易になる。「ピッチ」という語は、音響出力において注目する音の周波数または基本周波数を意味するものとして意図されている。
【００１２】
血圧変化の検出を容易にするために、血圧の現在読取り値および履歴読取り値の両方が音声信号に含まれていてもよい。例えば、音声信号は、先行する血圧読取り値を示す第１の音色と、それに続く現在の血圧読取り値を示す第２の音色とを含んでいてもよい。
音声信号は、ビーコン、すなわち測定されたパラメータの所定値を示す音色を含むことが好ましい。例えば、音声信号は、平均血圧、正常血圧、または所望の血圧を示す第１の音色（すなわち、ビーコン）と、それに続く現在の血圧読取り値を示す第２の音色とを含んでいてもよい。これにより、平均読み取り値または所望の読取り値との現在の血圧の聴覚による即時の比較が容易となる。
【００１３】
音声信号には、単一または２つのビーコンと、収縮期、拡張期、および／または平均血圧の現在および／または履歴上の読取り値との適切な任意の組合せが含まれていてもよい。聴覚信号が起こることを知らせるために、各音声信号の前に聴覚プロンプト信号が与えられてもよい。
音声信号が複数の音を含む場合、音の基本周波数に倍音を付加することによってそれらの音が識別されてもよい。これにより、主要または基本の周波数が同一のままで、音声に音質が与えられる。
【００１４】
血圧情報信号から合成された音響出力の持続時間およびピッチを計算するために、線形目盛または非線形目盛を用いてもよい。好ましい実施形態においては、段階スケールが用いられる。信号の値は９段階スケールへとマッピングされ、累進的に増加するピッチを有する一連の９つの音色のうちの対応する１つにより示される。同様に、合成された音響出力の持続時間は、累進的に増加する長さを有する３つの可能な不連続期間のうちの１つであり、特定の持続時間は、信号の９部スケールへのマッピングに基づいている。よって、高い血圧値は、長くピッチの高い音色により示され、低い血圧値は、短く低い音色により示されることなる。しかしながら、他の適切な形式のスケールを用いてもよい。
【００１５】
本装置が、典型的には、聴覚出力の全体音量を調整する音量コントロール、示される血圧の種類を選択する選択コントロール、信号間隔の長さを選択する選択コントロール、ビーコンの種類を選択する選択コントロール、および／または履歴情報を選択する選択コントロールを有するユーザインタフェースをさらに含むことが好ましい。
ユーザインタフェース手段は、電子制御式手段または電気機械制御式手段であってもよい。
【００１６】
本発明をよりよい理解および実施のために、添付の図面を参照しながら、以下に好ましい実施形態を例としてのみ示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態による可聴化装置１０のブロック図を示す。本可聴化装置は、主として、既存の麻酔システムと併用され、既存の麻酔システムの視覚モニタおよびスピーカを用いるように構成される、ソフトウェアによって駆動される装置である。血圧の測定が可能な携帯用モニタリング装置と併用することもできる。
本装置は、収縮期、拡張期、および平均の動脈または肺動脈の血圧レベルの読み取り値を、典型的にはデジタル形式で受信する入力１１を含む（読取り値がアナログ形式の場合は、デジタルに変換する）。大抵の麻酔モニタリングシステムには、このような読取り値を得るための１つ以上の測定装置を備えているので、本出願においては詳説する必要はない。これらの装置は、麻酔とは関係のないモニタにおいても見受けることができる。装置１０は、先行する読取り値を格納するメモリ１２をさらに含む。
【００１８】
本装置１０は、１０から受信する収縮期および拡張期の値のデジタル情報を処理する信号処理／マッピングユニット１３を含む。ユニット１３は、ユーザインタフェース１４を介して、測定種類、ユーザのビーコン選択、履歴情報、パラメータ選択、および選択された血圧測定に関するデジタル情報を受信する。履歴情報が要求されると、メモリ１２から呼び出しを行う。選択された測定種類が連続的測定の場合、信号処理ユニット１３は、ユーザインタフェース１４を介して、視覚表示および聴覚表示の更新頻度に関する情報をも受信する。
【００１９】
後述するように、信号処理／マッピングユニット１３は、血圧読取り値をスケールにマッピングし、音声信号における成分音色または音として聴覚方式で示す。
信号処理／マッピングユニット１３の出力は、イアコンの音響次元マッピングに応じて音階またはピッチの高低および音持続時間を生成する音響合成器１５へと送信される。すなわち、音響出力音のピッチ（周波数）および持続時間は、血圧読取りの測定値に基づいている。音声信号は、測定されている血圧の種類、ビーコン、血圧の現在測定値、および血圧の履歴測定値をそれぞれ示す４つの聴覚成分または音を含んでいてもよい。
【００２０】
合成された音声信号は、次いで、スピーカまたはイヤホンで構成される音響出力装置１６へと送られる。
好ましい実施形態においては、血圧測定値のマッピングに９ポイントスケールが用いられるが、これに限定されない。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、聴覚スケールは、高レベル、通常レベル、および低レベル、ならびに各範囲内のサブレベルを示す。
【００２１】
スケール上の各ポイントは、持続時間とピッチとの一意的な組み合わせによって示される。各ポイントの持続時間は、全体の範囲にわたってマッピングされることに限定されるものではなく、例えば、スケールの低範囲の全てのポイントが同一の持続時間を有し、スケールの通常範囲の全てのポイントが同一の持続時間を有し、スケールの高範囲の全てのポイントが同一の持続時間を有していてもよい。低範囲と、通常範囲と、高範囲との間の持続時間の差異は、１：２：３（図２Ａ参照）または１：２：４（図２Ｂ参照）の比となることが好ましいが、これに限定されない。スケール上の各ポイントは、スケール上で各ポイントを明確に区別するピッチの高低または音階にマッピングされていてもよい。
【００２２】
非観血的読取りの場合は、測定完了直後に、血圧の結果が合成器１３へと送信される。動脈および／または肺動脈の測定が心拍動毎に更新される観血的測定の場合は、選択された測定種類に応じて音声信号が更新される。時間間隔ベースが選択される場合、その時間間隔が経過する毎に結果が更新される。選択された測定種類が変化ベースの場合、マッピングのある領域から別の領域へと血圧測定値（収縮期、拡張期、または平均血圧）が変化する毎に音声信号が出力される。
【００２３】
ユーザインタフェース１４により、ユーザは、測定種類（断続的測定または連続的測定）、ユーザのビーコン（なし、静的ビーコン、または動的ビーコン）、履歴情報（なし、またはメモリに格納されている先行測定値）、パラメータ（動脈または肺動脈パラメータ）、血圧測定（収縮期、拡張期、または平均血圧）、および連続設定における視覚表示や聴覚表示の更新頻度（あるいは、血圧変化および／または経過時間に基づく更新）の選択が可能となる。
【００２４】
典型的な種類の音声信号選択および設定の例を、ユーザによって選択される血圧音声信号の考え得る成分が挙げられている表１に示す。これらは、音声信号において繰り返して提示してもよく、任意の順に提示することができる。各条件では、提示する測定に応じて定められた対応付けられたウェーブファイルを再生することが可能である。
ビーコンは、静的であっても動的であってもよい。静的ビーコンと動的ビーコンとの比較を図３Ａおよび図３Ｂに示す。静的ビーコン（図３Ａ）においては、聴取者は、リズム、ピッチ、および持続時間について、音声信号で聞こえる音と「通常」レベルとを比較する。矢印で示すように、静的ビーコンの第１の部分Ｂssは、現在の収縮期の値Ｓcと比較され、静的ビーコンの第２の部分Ｂsdは、現在の拡張期の値Ｄcと比較される。リズムが持続時間の評価の助けになる。相対的持続時間およびピッチの差異も値の評価に役立つ。
【００２５】
動的ビーコン（図３Ｂ）においては、聴取者は、ユーザによって定められたビーコン、または先行する測定からシステムにより取り込まれたビーコンを比較する。ここでも、矢印で示すように、ビーコンの第１の部分Ｂdsは、収縮期の値と比較され、ビーコンの第２の部分Ｂddは拡張期の値と比較される。これにより、絶対値を判定するよりも、期待される状態からの変化が効果的に検出される。
【００２６】
ユーザは、また、視覚表示において変化したバックグラウンドによって示される血圧スケールを調整することができる。ユーザは、音声信号の全体音量を調整することも可能である。
上記の方法および装置は、公知の可聴化システムと比べて、以下を含むいくつかの利点を有する。
・音声信号音のピッチ（周波数）および持続時間の両方が、測定された読取り値を示すことによって、聴覚認識が促進される。
・音の３次元、すなわち、テンポ、持続時間、およびピッチが、短い聴覚モチーフでビーコン、動脈の収縮期、拡張期、および平均血圧の範囲を示すために用いられる。
・血圧音声信号は、心血管の変数を含む生理変数のより広域の範囲を可聴化するシステムの一部となるよりも、既存の市販されている脈拍酸素飽和度測定システムと共に機能することができる。
・ビーコン、ならびに収縮期、拡張期、または平均血圧値は、選択されたモードに対応付けられた発生順序および倍音により識別可能である。
・音声信号は、表示頻度および表示パターンの両方により、血圧の断続的測定と連続的測定とが区別できる。
・動脈の音声信号と肺動脈の音声信号とは、基本周波数に異なる倍音を用いることにより区別できる。
・同様に、静的ビーコンと動的ビーコンとの差異は、音響ストリームに残響を付加することにより示すことができる。
・音声信号において音同士の間のギャップにより生成されるリズムにより、ピッチおよび持続時間の分類化が促進され得る。
・患者の非観血的血圧モニタリング中、血圧測定が行われている時に音声信号から音響が流れる。
・観血的血圧モニタリング中、前回の音声信号からの経過時間および何らかの血圧変化の発生のいずれかまたは両方を組み合わせた、臨床医の選択に応じて音声信号から音響が流れる。
【００２７】
音声信号およびビーコンの実験に基づく評価
以下の性能を調べるために２つの調査を行った。
Ｈ１  参加者が聴覚表示のみに依存する場合に得られる正確さは、他の聴覚表示または視覚表示を用いて生理学的パラメータをモニタリングする能力に匹敵する。
Ｈ２  モニタリング環境において見受けられる背景音の中でも、音声信号が知覚可能である。
Ｈ３  収縮期および拡張期血圧の音声信号を参加者が解釈するのに、ビーコンの存在が助けとなる。
Ｈ４  先行する測定値を呼び出し、先行する測定値と現在の測定値との間の変化を認識するための、音声信号における履歴上の収縮期および拡張期の値情報の利点。
Ｈ５  参加者の注意を移させるように参加者の注意を引くことよりも、ビーコンは、音響におけるリズム、ピッチ、および持続時間の差異の認識により、参加者の音声信号判断の助けとなる。
【００２８】
実施例１：断続的情報に対するイアコン構成の比較
第１の調査をＨ１〜Ｈ４に関する事項について実施した。３つの可能な音声信号の比較から、履歴情報および静的ビーコンが、シミュレートされた患者の血圧を認識するように参加者の助けになることを証明しようと試みた。
【００２９】
第１の実験では、２重タスク条件下で、３種類の音声信号を比較した。参加者は、基礎的ながらも認識を必要とする計算タスクを実行しながら、シミュレートされた患者の状態をモニタリングした［９］。
３つの独立変数を用いて被験者内実験を行った。第１の変数は音声信号種類とした。第１の音声信号（Ｃとする）は、現在の収縮期および拡張期血圧の測定値についての情報を提供するものであった。第２の音声信号（ＢＣとする）は、ビーコンと、それに続く現在の収縮期および拡張期血圧の測定値とを含んでいた。第３の音声信号（ＢＰＣとする）は、ビーコンと、それに続く先行する履歴上の血圧測定値と、次いで、現在の収縮期および拡張期血圧の測定値とを含んでいた。これらの試験で用いられたビーコンは、収縮期および拡張期血圧の測定値に対する静的ビーコンであった。
【００３０】
第２の変数は、過去および現在の血圧履歴とした。
第３の変数は、収縮期および拡張期の血圧測定値とした。
音声信号をプロットする正確さおよび計算タスクへの応答の正確さという、２つの従属変数が設けられた。
医療資格のない２４人の人間が、２重タスクのパラダイムにおいて音声信号を評価する、被験者内反復測定に参加した［９］。参加者は、単純ながらも時間のかかる計算タスクを完成させながら、血圧変化をモニタリングした（参加者に要求された計算タスクは、７＋１＝８などの単純な合計計算の正誤を判断するものであった）。２重タスクのパラダイムは、患者のモニタリングから注意をそらす可能性がある、麻酔医によって行われる同様の反復タスクをシミュレートするために用いられた。２重タスクは、無関係のタスクを切り替えるという注意に関する事項を評価するためにも用いられた。計算タスクは、情報を処理し、先行する血圧測定の記憶と干渉する可能性のある記憶からの反応を呼び出すことを参加者に要求するものであった。参加者が、視覚による計算タスクから聴覚による血圧モニタリングタスクへと注意を向け直さなければならない場合、音声信号認識エラーが増加する可能性もあった。
【００３１】
参加者は、音声信号および計算タスクに慣れさせるために構成された、ＰＯＷＥＲＰＯＩＮＴ（登録商標）を用いたプレゼンテーションによる４５分間の訓練を受けた。音声信号による刺激は、各条件（Ｃ、ＢＣ、およびＢＰＣ）による９つの１０分間のサウンドトラックを含むものであった。サウンドトラックは、呼吸音および心臓音の背景音と、２分間隔で配置された音声信号とを含んでいた。関連する文献［５］,［１０］から参加者が１つよりも多い音響ストリームに注意することが可能であることが知られている。従って、血圧ビーコンの存在は、他の生理学的パラメータのモニタリングを妨害したり、他の聴覚情報の存在により妨害されたりすることはない。
【００３２】
第１の音声信号は、各サウンドトラック開始後１分未満で発せられた。参加者は、条件毎に３つのサウンドトラックを聞いた。条件の順序は、参加者全体で釣り合うようにした。参加者は、９ポイントスケール上に、収縮期および拡張期血圧の、先行する値ならびに現在の値を評価した結果を記録した。参加者に以前の回答を参照させないように、参加者が音声信号を聞く毎に新たな結果シートに回答を記録させた。参加者は、音声信号の主観的経験についての実験に関する一連の質問にも回答した。
【００３３】
参加者の計算タスクおよび音声信号の成績、ならびにアンケート回答の結果を、一連の分散分析（ＡＮＯＶＡ）および対照試験を用いて分析した。参加者の計算タスクの成績に対して、音声信号種類の有意な相違はなかった（Ｆ（２，２２）＝０．４２、ＭＳｅ＝５３．５９、ｐ＝０．９５９）。
図４の差異結果は、参加者が、３つの音声信号Ｃ、ＢＣ、およびＢＰＣ全てにおいて血圧をプロットするタスクを非常に正確にこなしたことを示す。これらの結果は、ワトソン，サンダーソン，ラッセルの麻酔医に関する研究結果［５］と同様のものであり、未経験者が、脈拍酸素濃度計または視覚表示のいずれかを用いて心拍数および酸素飽和度をモニタリングする際に観察された結果よりも良好であった。これらの結果は、Ｈ１（すなわち、参加者が聴覚表示のみに依存する場合に得られる正確さは、他の聴覚表示または視覚表示を用いて生理学的パラメータをモニタリングする能力に匹敵すること）およびＨ２（すなわち、モニタリング環境において見受けられる背景音の中でも、音声信号が知覚可能であること）の性能基準を満たしている。
【００３４】
参加者の音声信号判断に対して、表２に特定される音声信号種類の主要な効果および線形対比を含む４つの分析を行った。
Ｌ３とＬ４との比較において、参加者の音声信号判断は、ビーコンの存在によって著しく改善された。これらの結果は、Ｈ３（すなわち、収縮期および拡張期血圧の音声信号を参加者が解釈するのに、ビーコンの存在が助けとなること）を裏付ける。しかしながら、この結果が、参加者が注意を移したことによるものなのか、または、ビーコンが、リズム、ピッチ、および持続時間の認識により、参加者の音声信号判断の助けとなったことによるものなのかは証明されていない。Ｌ２の結果は、Ｈ４（すなわち、先行する測定値を呼び出し、先行する測定値と現在の測定値との間の変化を認識するための、音声信号における履歴上の収縮期および拡張期の値情報の利点）と相反するものであった。しかし、主観的な結果は、その理由を、不十分な音声信号経験によるとしている。
【００３５】
参加者に知覚された負荷、記憶要求、およびタスク成績に対する音声信号の効果についての８つの主観的なアンケート回答を、分散分析（ＡＮＯＶＡ）を用いて分析した。質問５「先行する血圧値を記憶しておくのにどの程度の努力が必要であったか」においてのみ、音声信号間に有意な差異が見られた（Ｆ（１，２３）＝１０．９７、ＭＳｅ＝４９．８０、ｐ＝０．０００）。結果の被験者内分析により有意な結果が得られた。ＢＰＣ条件における記憶は、Ｃ条件およびＢＣ条件よりも著しく簡単であった（平均差＝−１．６２３、ＭＳｅ＝０．４６１、ｐ＝０．０２）。ＢＰＣ条件における記憶は、ＢＣ条件よりも著しく簡単であった（平均差＝−１．２４６、ＭＳｅ＝０．３４１、ｐ＝０．０１）。しかし、ＢＣ条件における記憶は、Ｃ条件よりも非常に簡単であるということはなかった（平均差＝−０．３７７、ＭＳｅ＝０．２５７、ｐ＝０．１５７）。従って、ＢＰＣ条件は、参加者の判断に関して大きな利点がないのにもかかわらず、参加者は、ＢＰＣに履歴情報を含むことは有用であると考えた。
【００３６】
参加者の音声信号経験がより多かった場合、例えばモールス符号の広範な経験がある場合に、履歴情報が利用できることが有益となる傾向がある［１１］。血圧測定間の経過時間が２分間よりも長い場合に、履歴情報は有益となる傾向がある。主観的な結果およびモールス符号の研究からもたらされた結論によると、Ｈ４（すなわち、先行する測定値を呼び出し、先行する測定値と現在の測定値との間の変化を認識するための、音声信号における履歴上の収縮期および拡張期の値情報の利点）は、より多くの練習および音声信号間のより長い経過時間により得られる傾向にある。
【００３７】
実施例２：断続的情報に対する音声信号構成の比較
第２の実験をＨ１、Ｈ２、Ｈ４、およびＨ５に関する事項について実施した。３つの可能なイアコンの比較から、履歴情報および聴覚的警告音が、シミュレートされた患者の血圧を認識するように参加者の助けになることを証明しようと試みた。聴覚的警告音は、第１の実験におけるビーコンと同一の時間間隔で音声信号の収縮期の情報の前に発せられた。しかし、この警告音は、ピッチ、持続時間、およびリズムが著しく異なるため、ビーコンとしては用いることができないものであった。計算タスクから音声信号へと注意を向けさせるように参加者の注意を引くためのみにビーコンが用いられた場合、第１の実験と同様の結果が得られていただろう。
【００３８】
第２の実験では、３つの独立変数を用いて被験者内実験を行った。第１の変数は音声信号種類とした。第１の音声信号（Ｃとする）は、現在の収縮期および拡張期血圧の測定値についての情報を提供するものであった。第２の音声信号（ＡＣとする）は、アラートと、それに続く現在の収縮期および拡張期血圧の測定値とを含んでいた。第３の音声信号（ＡＰＣとする）は、アラートと、それに続く先行する履歴上の血圧測定値と、次いで、現在の収縮期および拡張期血圧の測定値とを含んでいた。
【００３９】
医療資格のない２４人の人間が、訓練および３つの条件の評価を行った。第２の実験は、訓練およびシナリオ評価において、ビーコンがアラートに置き換えられたという点においてのみ、第１の実験と異なっていた。
図５の差異結果は、参加者が、３つの音声信号Ｃ、ＡＣ、およびＡＰＣ全てにおいて血圧をプロットするタスクを非常に正確にこなしたことを示す。第１の実験のように、これらの結果は、Ｈ１（すなわち、参加者が聴覚表示のみに依存する場合に得られる正確さは、他の聴覚表示または視覚表示を用いて生理学的パラメータをモニタリングする能力に匹敵すること）を裏付けている。
【００４０】
参加者の音声信号判断に対して、表３に特定される音声信号種類の主要な効果および線形対比を含む４つの分析を行った。
Ｌ３とＬ４との比較において、参加者の音声信号判断は、アラートの存在によって著しくは改善されなかった。Ｌ１およびＬ２の結果により、先行する収縮期および拡張期の測定値に関する参加者のよりよい判断は、現在の値に関するやや劣る成績とのトレードオフ関係にあることが示された。これらの結果は、Ｈ４（すなわち、先行する測定値を呼び出し、先行する測定値と現在の測定値との間の変化を認識するための、音声信号における履歴上の収縮期および拡張期の値情報の利点）が、音声信号のさらなる経験がある場合に有益となる可能性があったということを示す。
【００４１】
２つの調査の結果は、先の聴覚実験とともに、血圧を示すのに音声信号を用いた場合、患者の収縮期および拡張期血圧の情報を正確に伝達する能力が得られることを示している。ワトソン，ギルの研究結果［９］が、ワトソン，サンダーソン，ラッセルの研究結果［５］と比較されたときの麻酔医が脈拍酸素濃度計をモニタリングできるのと同様に、リズムのあるパターンの中で持続時間およびピッチの両方を利用することにより、医療訓練を受けていない参加者が、患者を正確にモニタリングできるようになる。断続的測定の頻度が下がる場合に、より明白になることであるが、履歴情報によってよりよい成績がもたらされる傾向にある一方、ビーコンによって参加者の成績は著しく改善された。医療スタッフがいくつかの低レベルの生理学的パラメータをモニタリングしなくてはならないのに対して、この結果によると、参加者は血圧読取り値を記憶しておくだけでよかった。記憶負荷が増加したり、非観血的血圧読取りの間に５分間もの時間間隔が開けられる可能性がある場合、履歴情報がなんらかの状況で助けとなるかもしれないことを示している。
【００４２】
本発明の方法および装置により、臨床医が患者の状態に高レベルの認識を維持し、患者の状況を解釈するのに血圧情報をよりよく利用することが可能となる。
以上は本発明の一実施形態にすぎず、本発明の範囲から逸脱することなく当業者にとって自明の変更が加えられてもよい。たとえば、本発明は、他の生理学的パラメータの可聴化に利用されてもよい。
【００４３】
請求項を含む本明細書において、文脈が許す場合は、「含んでいる」または「含む」という語は包括的な意味において用いることができることを意図している。すなわち、必ずしも排他的ではなく、記載された完全数を含む。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
【表２】
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【００４６】
【表３】
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（参考文献）
１．ミラー（Ｍｉｌｌｅｒ，Ｒ．）（１９９４年）『麻酔』第４版、チャーチル・リビングストーン社。
２．シャープ（Ｓｈａｒｐ，Ｔ．Ｄ），ヘルミキ（Ｈｅｌｍｉｃｋｉ，Ａ．Ｊ．）「新生児の集中治療に対する生態学的インタフェース設計手法の適用」米国人間工学会、第４２回年次大会、１９９８年１０月。
３．ユング（Ｊｕｎｇｋ，Ａ．），タール（Ｔｈｕｌｌ，Ｂ．），ホフト（Ｈｏｅｆｔ，Ａ．），ラウ（Ｒａｕ，Ｇ．）（２０００年）「麻酔現場への２つの新たな生態学的インタフェース手法の評価」『臨床モニタリングおよびコンピューティング誌（J Clin Monitor Comput）』１６（４）：２４３〜２５８頁。Ｒｅｆｓ：４５／Ｃｏｄｅ：ＡＮＥ；ＨＭＩ
４．チャン（Ｚｈａｎｇ，Ｙ．），ドリューズ（Ｄｒｅｗｓ，Ｆ．），ウェスタンスノウ（Ｗｅｓｔｅｎｓｋｏｗ，Ｄ．），フォレスティ（Ｆｏｒｅｓｔｉ，Ｓ．），アガタ（Ａｇｕｔｔｅｒ，Ｊ．），ベルムデス（Ｂｅｒｍｕｄｅｚ，Ｊ．），ブライク（Ｂｌｉｋｅ，Ｇ．），ローブ（Ｌｏｅｂ，Ｒ．）（２００２年）「麻酔学での状況把握における統合されたグラフ表示の効果」『認識と技術と仕事（Cognition, Technology, and Work）』ベルリン：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ。
５．ワトソン（Ｗａｔｓｏｎ，Ｍ．），サンダーソン（Ｓａｎｄｅｒｓｏｎ，Ｐ．），ラッセル（Ｒｕｓｓｅｌｌ，Ｗ．Ｊ．）（２００４年）「テーラリングで情報の必要条件が分かる：麻酔アラームの場合」『コンピュータとの相互処理（Interacting with Computers）』１６、２７１〜２９３頁。
６．シーガル（Ｓｅａｇｕｌｌ，Ｊ．Ｆ．），サンダーソン（Ｓａｎｄｅｒｓｏｎ，Ｐ．Ｍ．）（２００１年）「文脈における麻酔アラーム：観察に基づく調査」『人間工学（Human Factors）』４３、６６〜７８頁。
７．シャオ（Ｘｉａｏ，Ｙ．），マッケンジー（Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ，Ｃ．Ｆ．），シーガル（Ｓｅａｇｕｌｌ，Ｆ．Ｊ．），ジャベリ（Ｊａｂｅｒｉ，Ｍ．）（２０００年）「モニタ管理：麻酔処理中のアラーム消音活動の分析」『米国人間工学会・国際人間工学会合同大会議事録』（ＩＥＡ２０００年／ＨＦＥＳ２０００年）（２５０〜２５３頁）。サンタモニカ、カリフォルニア州：ＨＦＥＳ
８．ローブ（Ｌｏｅｂ，Ｒ．Ｇ．），フィッチ（Ｆｉｔｃｈ，Ｗ．Ｔ．）（２００２年）「術中モニタリングを改善するように設計された聴覚表示の実験室評価」『麻酔と無痛覚（Anesthesia & Analgesia）』９４：３６２〜３６８頁。
９．ワトソン（Ｗａｔｓｏｎ，Ｍ．），ギル（Ｇｉｌｌ，Ｔ．）（近刊予定）「モニタリング環境における断続的情報のイアコン」『コンピュータ−ヒューマン相互作用  オーストラリア／ニュージーランド大会議事録』に掲載予定、オーストラリア・ウーロンゴン大学、２２〜２４頁、２００４年１１月。
１０．アンダーソン（Ａｎｄｅｒｓｏｎ，Ｊ．），サンダーソン（Ｓａｎｄｅｒｓｏｎ，Ｐ．）（２００４年）「複雑作業領域における効果的な注意管理のための可聴化設計」米国人間工学会第４８回年次大会、ＨＦＥＳ：サンタモニカ、カリフォルニア州。
１１．ブライアン（Ｂｒｙａｎ，Ｗ．Ｌ．），ハーター（Ｈａｒｔｅｒ，Ｎ．）（１８９７年）「電信言語の生理学および心理学研究」『心理学レビュー（Psychological Review）』４、２７〜５３頁。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２Ａ】血圧パラメータを音声信号の音響次元へとマッピングする例を示す。
【図２Ｂ】血圧パラメータを音声信号の音響次元へとマッピングする例を示す。
【図３Ａ】静的ビーコンの使用を示す。
【図３Ｂ】動的ビーコンの使用を示す。
【図４】収縮期および拡張期の値を決定する際のビーコンの利点を差として示すである。
【図５】音声信号に履歴情報を含めることの利点を差として示すである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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