JP3599820B2

JP3599820B2 - Biological information monitoring device

Info

Publication number: JP3599820B2
Application number: JP6727395A
Authority: JP
Inventors: 享岡; 誠高倉
Original assignee: コーリンメディカルテクノロジー株式会社
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2019-12-08
Also published as: JPH08256999A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、生体から繰り返し測定される生体情報を監視するための生体情報監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、手術室或いは集中治療室において患者を監視するに際しては、血圧値、心拍数、血中酸素飽和度、体温などの生体情報が繰り返し測定され、それらの生体情報の値が予め設定された判断基準範囲を超えると異常信号を出力して報知する生体情報監視装置が提案されている。
【０００３】
一般に、上記のような従来の生体情報監視装置では、測定された生体情報が予め設定された判断基準範囲を超えたか否かを判定し、超えた場合には異常であることを示す異常信号を出力する異常判定手段が備えられている。その異常判定手段による異常信号の出力は、異常表示文字や測定値の点滅や表示色の変更、或いは異常を示す音声の出力により行われる。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
ところで、上記の判断基準範囲は、生体情報の正常値に対して余裕を少なく設定すると異常信号が頻繁に出力されてその信頼性が得られないことから、その異常信号の信頼性を高めるために比較的余裕を設けて判断基準範囲が設定されるのが一般的である。しかしながら、そのように比較的余裕を設けて判断基準範囲が設定されると、生体情報の急激な変化を知るのが遅くなり、医療処置が遅れる可能性があった。たとえば、手術中に投与される降圧剤の影響により血圧値が急激に低下しても、そのような急激な低下の変化幅が前記判断基準範囲を外れるまで知ることができなかったのである。
【０００５】
本発明は、以上の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、生体情報の変化を速やかに且つ確実に監視することが可能な生体情報監視装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、生体情報測定手段により連続的に測定される生体情報を監視するための生体情報監視装置であって、(a) 前記生体情報測定手段により連続的に測定される生体情報値の移動平均値を逐次算出する移動平均値算出手段と、(b) その移動平均値算出手段により逐次算出される移動平均値に基づいて判断基準範囲を設定する判断基準範囲設定手段と、(c) 前記生体情報測定手段により測定された生体情報値が前記判断基準範囲を超えたか否かを判定し、超えた場合には異常信号を出力する異常判定手段とを、含み、 (d) 前記移動平均値算出手段は、予め設定された比較的短い第１期間内の第１移動平均値と、該第１期間よりも充分に長く設定された第２期間内の第２移動平均値とを算出するものであり、 (e) 前記判断基準範囲設定手段は、前記第１移動平均値に基づいて第１判断基準範囲を設定すると共に、前記第２移動平均値に基づいて第２判断基準範囲を設定するものであり、 (f) 前記異常判定手段は、前記生体情報測定手段により測定された生体情報値が前記第１判断基準範囲を超えた場合は第１異常信号を出力するものであり、該生体情報値が前記第２判断基準範囲を超えた場合は該第１異常信号とは異なる第２異常信号を出力するものであることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
このようにすれば、移動平均値算出手段により、生体情報測定手段により連続的に測定される生体情報値の移動平均値が逐次算出されると、判断基準範囲設定手段により、その移動平均値に基づいて判断基準範囲が設定される。そして、異常判定手段では、生体情報測定手段により測定された生体情報値が上記判断基準範囲を超えたか否かが判定され、超えた場合には異常信号が出力される。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、上記のように、異常判定のための判断基準範囲が生体情報値の移動平均値に基づいて設定されることから、生体情報値が急激に変化した場合には、たとえ比較的小さな変化量であったとしても好適に異常判定が行われるので、生体情報の変化を速やかに且つ確実に監視することができるのである。しかも、異常判定のための判断基準範囲が生体情報値の長さの異なる２つの期間に基づく移動平均値に基づいて設定されることから、生体情報の急激な変化および緩やかな変化がそれぞれ判定される利点がある。
【００１０】
【実施例】
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の構成を説明する図である。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
上記脈波弁別回路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ＳＭ_１を周波数的に弁別してその脈波信号ＳＭ_１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ＳＭ_１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り、上記カフ１０、圧力センサ１４、および脈波弁別回路２４は、血圧測定のための脈波センサとして機能している。
【００１４】
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。
【００１５】
圧脈波検出プローブ３４は、前記カフ１０が装着されているか或いは装着されていない上腕部１２の動脈下流側の手首４２において、容器状を成すハウジング３６の開口端が体表面３８に対向する状態で装着バンド４０により手首４２に着脱可能に取り付けられるようになっている。ハウジング３６の内部には、ダイヤフラム４４を介して圧脈波センサ４６が相対移動可能かつハウジング３６の開口端からの突出し可能に設けられており、これらハウジング３６およびダイヤフラム４４等によって圧力室４８が形成されている。この圧力室４８内には、空気ポンプ５０から調圧弁５２を経て圧力エアが供給されるようになっており、これにより、圧脈波センサ４６は圧力室４８内の圧力に応じた押圧力Ｐ_ＨＤで前記体表面３８に押圧される。
【００１６】
上記圧脈波センサ４６は、たとえば、単結晶シリコン等から成る半導体チップの押圧面５４に多数の半導体感圧素子（図示せず）が配列されて構成されており、手首４２の体表面３８の撓骨動脈５６上に押圧されることにより、撓骨動脈５６から発生して体表面３８に伝達される圧力振動波すなわち圧脈波を検出し、その圧脈波を表す圧脈波信号ＳＭ_２をＡ／Ｄ変換器５８を介して電子制御装置２８へ供給する。
【００１７】
また、前記電子制御装置２８のＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３１に予め記憶されたプログラムに従って、空気ポンプ５０および調圧弁５２へ駆動信号を出力し、圧力室４８内の圧力すなわち圧脈波センサ４６の皮膚に対する押圧力を調節する。これにより、血圧監視に際しては、圧力室４８内の圧力変化過程で逐次得られる圧脈波に基づいて圧脈波センサ４６の最適押圧力Ｐ_ＨＤＰが決定され、圧脈波センサ４６の最適押圧力Ｐ_ＨＤＰを維持するように調圧弁５２が制御される。
【００１８】
図３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。図において、血圧測定手段７２は、患者の最高血圧より高く設定された昇圧目標値たとえば１８０ｍｍＨｇ程度の値までカフ１０を昇圧させた後に、３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度の速度で緩やかに降圧させ、その圧迫圧力緩速変化過程において脈波弁別回路２４により採取される脈波の大きさの変化に基づいて良く知られたオシロメトリック法（ＪＩＳＴ１１１５）により患者の最高血圧値ＳＡＰおよび最低血圧値ＤＡＰを測定し、血圧測定が終了するとカフ１０の圧力を解放させる。
【００１９】
圧脈波センサ４６は、好ましくは患者のカフ１０が装着される腕と異なる腕の手首に押圧されることによりその手首の撓骨動脈から発生する圧脈波を検出する。圧脈波血圧対応関係決定手段７４は、圧脈波センサ４６により検出される圧脈波の大きさＰ_Ｍと血圧測定手段７２により測定された血圧値（監視血圧値ＭＢＰ）との間の対応関係を所定の患者について予め決定する。この対応関係は、たとえば図２に示すものであり、ＭＢＰ＝Ａ・Ｐ_Ｍ＋Ｂ式により表される。但し、Ａは傾きを示す定数、Ｂは切片を示す定数である。監視血圧値決定手段７６は、その対応関係から圧脈波センサ４６により検出される圧脈波の大きさＰ_Ｍすなわち最高値（上ピーク値）Ｐ_{Ｍ２ｍａｘ}および最低値（下ピーク値）Ｐ_{Ｍ２ｍｉｎ}に基づいて最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳおよび最低監視血圧値ＭＢＰ_ＤＩＡ（モニタ血圧値）を逐次決定し、その決定した監視血圧値ＭＢＰを表示器３２に出力させると同時に、血圧値に較正された圧脈波すなわち連続血圧波形を出力させる。上記圧脈波センサ４６、血圧測定手段７２、圧脈波血圧対応関係決定手段７４、および監視血圧値決定手段７６は、生体情報の一種である血圧波形を連続的に測定する生体情報測定手段７８を構成している。
【００２０】
移動平均値算出手段８０は、上記生体情報測定手段７８により連続的に測定される生体情報値の移動平均値を逐次算出する。判断基準範囲設定手段８２は、その移動平均値算出手段８０により逐次算出される移動平均値に基づいて判断基準範囲を設定する。そして、異常判定手段８４は、上記生体情報測定手段７８により測定された生体情報値が上記判断基準範囲を超えたか否かを判定し、超えた場合には表示器３２などにおいて異常信号を視覚的に出力し、さらにその異常信号を音声により出力する。
【００２１】
ここで、好適には、上記移動平均値算出手段８０は、予め設定された比較的短い第１期間内たとえば十数秒乃至数十秒程度の期間内の生体情報の移動平均値（第１移動平均値）Ｐ_ＡＶ１と、その移動平均値Ｐ_ＡＶ１よりも充分に長く設定された第２期間内たとえば数十分程度の期間内の生体情報の移動平均値（第２移動平均値）Ｐ_ＡＶ２とを算出する。前記判断基準範囲設定手段８２は、上記第１移動平均値Ｐ_ＡＶ１に基づいて第１判断基準範囲たとえば（Ｐ_ＡＶ１−α）乃至（Ｐ_ＡＶ１＋α）の範囲を設定すると共に、上記第２移動平均値Ｐ_ＡＶ２に基づいて第２判断基準範囲たとえば（Ｐ_ＡＶ２−β）乃至（Ｐ_ＡＶ２＋β）の範囲を設定する。そして、異常判定手段８４は、生体情報測定手段７８により測定された生体情報値が上記第１判断基準範囲を超えた場合は第１異常信号を出力するものであり、その生体情報値が前記第２判断基準範囲を超えた場合は第１異常信号とは異なる第２異常信号を出力する。たとえば、第１異常信号が比較的低い周波数の音声出力であれば、第２異常信号は比較的高い周波数の音声信号とされる。
【００２２】
図４は、上記電子制御装置２８の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図のステップＳＡ１（以下、ステップを省略する。）では、圧力室４８内が徐速昇圧させられ、この圧力室４８内の徐速昇圧過程で圧脈波センサ４６により逐次検出される圧脈波の振幅が最大となる圧力室４８内の圧力すなわち圧脈波センサ４６の最適押圧力Ｐ_ＨＤＰが決定されるとともに、圧力室４８内の圧力がその最適押圧力Ｐ_ＨＤＰに保持されることにより、圧脈波センサ４６の押圧力が最適な一定値にホールドされる。
【００２３】
次いで、ＳＡ２では、血圧測定のためにカフ１０の昇圧が開始される。次いで、血圧測定手段７２に対応するＳＡ３において血圧測定アルゴリズムが実行される。すなわち、切換弁１６を圧力供給状態に切り換え且つ空気ポンプ１８を作動させてカフ１０内の圧力を患者の予想される最高血圧値よりも高い目標圧力（たとえば１８０ｍｍＨｇ）までＳＡ２の昇圧に引き続いて昇圧させた後、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ＳＭ_１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ＳＡＰ、平均血圧値ＭＡＰ、および最低血圧値ＤＡＰが測定されるとともに、脈波間隔に基づいて脈搏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搏数などが表示器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。
【００２４】
次に、前記圧脈波血圧対応関係決定手段７４に対応するＳＡ４では、圧脈波センサ４６からの圧脈波の大きさ（絶対値すなわち圧脈波信号ＳＭ_２の大きさ）と上記ＳＡ３において測定されたカフ１０による血圧値ＳＡＰ、ＤＡＰとの間の対応関係が求められる。すなわち、圧脈波センサ４６からの圧脈波が１拍読み込まれ且つその圧脈波の最高値Ｐ_{Ｍ２ｍａｘ}および最低値Ｐ_{Ｍ２ｍｉｎ}が決定されるとともに、それら圧脈波の最高値Ｐ_{Ｍ２ｍａｘ}および最低値Ｐ_{Ｍ２ｍｉｎ}とＳＡ３にてカフ１０により測定された最高血圧値ＳＡＰおよび最低血圧値ＤＡＰとに基づいて、図２に示す圧脈波の大きさＰ_Ｍと血圧値との間の対応関係が決定されるのである。
【００２５】
上記のようにして圧脈波血圧対応関係が決定されると、ＳＡ５において１つの脈波が入力されたか否かが判断される。このＳＡ５の判断が否定された場合には１つの脈波が入力されるまで待機させられるが、ＳＡ５の判断が肯定された場合には、前記監視血圧値決定手段７６に対応するＳＡ６およびＳＡ７において、前記最適押圧力Ｐ_ＨＤＰにおける圧脈波センサ４６からの圧脈波の最高値Ｐ_{Ｍ２ｍａｘ}（上ピーク値）および最低値Ｐ_{Ｍ２ｍｉｎ}（下ピーク値）がそれぞれ決定され、次いでＳＡ４にて求められた図２の圧脈波血圧対応関係から、上記圧脈波の最高値Ｐ_{Ｍ２ｍａｘ}および最低値Ｐ_{Ｍ２ｍｉｎ}に基づいて最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳおよび最低監視血圧値ＭＢＰ_ＤＩＡが決定され、図５或いは図６に示すように、表示器３２において逐次トレンド表示される。
【００２６】
次いで、前記移動平均値算出手段８０に対応するＳＡ８では、上記ＳＡ７において決定された血圧値たとえば最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳのトレンドにおいて最新の測定値を含む予め設定された一定の第１期間内たとえば十数秒乃至数十秒程度の期間内の生体情報の移動平均値（第１移動平均値）Ｐ_ＡＶ１と、その移動平均値Ｐ_ＡＶ１よりも充分に長く設定された一定の第２期間内たとえば数十分程度の期間内の生体情報の移動平均値（第２移動平均値）Ｐ_ＡＶ２とがそれぞれ算出される。
【００２７】
次に、前記判断基準範囲設定手段８２に対応するＳＡ９では、上記第１移動平均値Ｐ_ＡＶ１に基づいて第１判断基準範囲が設定され、上記第２移動平均値Ｐ_ＡＶ２に基づいて第２判断基準範囲が設定される。第１判断基準範囲は、比較的急速な血圧値変化を示す異常を速やかに判定するためのものであり、たとえば図５に示すように（Ｐ_ＡＶ１−α）乃至（Ｐ_ＡＶ１＋α）の範囲に設定される。ここで、αは第１移動平均値Ｐ_ＡＶ１に対して数％乃至十数％の値である。また、上記第２判断基準範囲は、比較的緩やかな血圧値変化を示す異常を判定するためのものであり、たとえば図６に示すように（Ｐ_ＡＶ２−β）乃至（Ｐ_ＡＶ２＋β）の範囲に設定される。ここで、βは第２移動平均値Ｐ_ＡＶ２に対して数％乃至十数％の値である。
【００２８】
次いで、前記異常判定手段８４に対応するＳＡ１０では、実際の最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳが上記第１判断基準範囲内および第２判断基準範囲内にあるか否かが判断される。このＳＡ１０の判断が否定された場合には、ＳＡ１１において異常の内容毎に異なる異常出力が行われる。たとえば、実際の最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳが上記第１判断基準範囲を超えた（第１判断基準範囲から外れた）場合には、比較的急激な血圧値の変化を示す第１異常信号が画像および音声により出力される。また、実際の最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳが上記第２判断基準範囲を超えた（第２判断基準範囲から外れた）場合には、比較的緩やかな血圧値の変化（ドリフト）を示す第２異常信号が画像および音声により出力される。この第２異常信号は第１異常信号に対して明確に異なる画像或いは音色により容易に識別可能なものとされている。
【００２９】
そして、上記ＳＡ１１の次にＳＡ１２が実行される。このＳＡ１２は、前記ＳＡ１０の判断が肯定された場合は直ちに実行される。ＳＡ１２では、前記ステップＳＡ３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設定周期たとえば数十分程度の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ＳＡ１２の判断が否定された場合には、前記ＳＡ５以下の血圧監視ルーチンが繰り返し実行され、最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳおよび最低監視血圧値ＭＢＰ_ＤＩＡが１拍毎に連続的に決定され且つ表示される。しかし、このＳＡ１２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以下が再び実行される。
【００３０】
上述のように、本実施例によれば、移動平均値算出手段８０に対応するＳＡ８により、生体情報測定手段７８に対応するＳＡ２乃至ＳＡ７により連続的に測定される最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳの第１移動平均値Ｐ_ＡＶ１が逐次算出されると、判断基準範囲設定手段８２に対応するＳＡ９により、その第１移動平均値Ｐ_ＡＶ１に基づいて第１判断基準範囲が設定される。そして、異常判定手段８４に対応するＳＡ１０では、上記最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳが上記第１判断基準範囲を超えたか否かが判定され、その第１判断基準範囲を超えた場合には異常信号が出力される。このように、最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳの異常判定のための第１判断基準範囲がその最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳの第１移動平均値Ｐ_ＡＶ１に基づいて設定されることから、たとえば最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳが急激に変化した場合には、たとえ比較的小さな変化量であったとしても、最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳの変化を速やかに且つ確実に監視することができる。
【００３１】
また、本実施例では、移動平均値算出手段８０に対応するＳＡ８は、予め設定された比較的短い第１期間内の第１移動平均値Ｐ_ＡＶ１と、その第１期間よりも充分に長く設定された第２期間内の第２移動平均値Ｐ_ＡＶ２とを算出するものであり、判断基準範囲設定手段８２に対応するＳＡ９は、第１移動平均値Ｐ_ＡＶ１に基づいて第１判断基準範囲（Ｐ_ＡＶ１−α）乃至（Ｐ_ＡＶ１＋α）を設定すると共に、第２移動平均値Ｐ_ＡＶ２に基づいて第２判断基準範囲（Ｐ_ＡＶ２−β）乃至（Ｐ_ＡＶ２＋β）を設定するものであり、異常判定手段８４に対応するＳＡ１０は、最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳが上記第１判断基準範囲（Ｐ_ＡＶ１−α）乃至（Ｐ_ＡＶ１＋α）を超えた場合は第１異常信号を出力し、最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳが上記第２判断基準範囲（Ｐ_ＡＶ２−β）乃至（Ｐ_ＡＶ２＋β）を超えた場合はその第１異常信号とは異なる第２異常信号を出力するので、最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳの急激な変化および緩やかな変化がそれぞれ判定される利点がある。
【００３２】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００３３】
たとえば、前述の実施例では、監視される生体情報として最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳが用いられていたが、最低監視血圧値ＭＢＰ_ＤＩＡや平均監視血圧値であってもよいし、心拍数、体温、血中酸素飽和度、或いはそれらのゆらぎ（所定周波数における周波数解析値）などが用いられてもよい。
【００３４】
また、前述の実施例では、２つの第１移動平均値Ｐ_ＡＶ１および第２移動平均値Ｐ_ＡＶ２が求められ、それらに基づく第１判断基準範囲（Ｐ_ＡＶ１−α）乃至（Ｐ_ＡＶ１＋α）および第２判断基準範囲（Ｐ_ＡＶ２−β）乃至（Ｐ_ＡＶ２＋β）内に最高監視血圧値ＭＢＰ_ＳＹＳがあるか否かが判定されていたが、それらの判定のいずれか一方が実施されるようにしてもよい。
【００３５】
また、前述の実施例において、前記血圧測定手段７２は、所謂オシロメトリック法に従い、カフ１０の圧迫圧力に伴って変化する圧脈波の大きさの変化状態に基づいて血圧値を決定するように構成されていたが、所謂コロトコフ音法に従い、カフ１０の圧迫圧力に伴って発生および消滅するコロトコフ音に基づいて血圧値を決定するように構成されてもよい。
【００３６】
その他、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々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構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施例において用いられる対応関係を例示する図である。
【図３】図１の実施例の制御装置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４】図１の実施例の制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図５】図４の制御作動によって得られる表示例であって第１判断基準範囲を説明する図である。
【図６】図４の制御作動によって得られる他の表示例であって第２判断基準範囲を説明する図である。
【符合の説明】
８：血圧監視装置（生体情報監視装置）
７８：生体情報測定手段
８０：移動平均値算出手段
８２：判断基準範囲設定手段
８４：異常判定手段[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a biological information monitoring device for monitoring biological information repeatedly measured from a living body.
[0002]
[Prior art]
For example, when monitoring a patient in an operating room or an intensive care unit, biological information such as blood pressure value, heart rate, blood oxygen saturation, and body temperature are repeatedly measured, and the values of those biological information are determined in advance. There has been proposed a biological information monitoring device that outputs an abnormal signal to notify the user of an abnormality when the value exceeds a reference range.
[0003]
In general, in the conventional biological information monitoring device as described above, it is determined whether or not the measured biological information has exceeded a predetermined determination reference range, and if it has exceeded, an abnormal signal indicating an abnormality is generated. An abnormality determining means for outputting is provided. The output of the abnormality signal by the abnormality determination means is performed by blinking an abnormal display character or a measured value, changing a display color, or outputting a sound indicating abnormality.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above criterion range is set to reduce the margin with respect to the normal value of the biological information, since an abnormal signal is frequently output and its reliability cannot be obtained. Generally, the judgment reference range is set with a relatively large margin. However, if the judgment reference range is set with such a relatively large margin, it is difficult to know a rapid change in the biological information, and there is a possibility that the medical treatment is delayed. For example, even if the blood pressure value suddenly decreases due to the effect of the antihypertensive agent administered during the operation, it was not possible to know the change width of such a rapid decrease until the blood pressure value was out of the judgment reference range.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a biological information monitoring device capable of quickly and surely monitoring a change in biological information. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention for achieving the above object is a biological information monitoring device for monitoring biological information continuously measured by biological information measuring means, and (a) the biological information measuring means A moving average value calculating means for sequentially calculating a moving average value of biological information values continuously measured by the method, and (b) setting a judgment reference range based on the moving average value sequentially calculated by the moving average value calculating means. A determination reference range setting unit, and (c) an abnormality determination unit that determines whether the biological information value measured by the biological information measurement unit has exceeded the determination reference range, and outputs an abnormal signal if the biological information value exceeds the determination reference range. preparative, seen including, (d) the moving average value calculating means includes a first moving average value in a relatively short first period set in advance, a second that is set sufficiently longer than the first period Calculate the second moving average value within the period Yes, (e) the determination reference range setting means sets a first determination reference range on the basis of the first moving average value, which sets the second determination reference range on the basis of the second moving average value in and, (f) the abnormality determining means, when the biometric information value measured by the biological information measuring unit exceeds the first determination reference range and outputs a first abnormal signal, biological information When the value exceeds the second judgment reference range, a second abnormal signal different from the first abnormal signal is output .
[0007]
[Action]
With this configuration, when the moving average value of the biological information value continuously measured by the biological information measuring unit is sequentially calculated by the moving average value calculating unit, the moving average value is calculated by the determination reference range setting unit. A judgment reference range is set based on the judgment. Then, the abnormality determining means determines whether or not the biological information value measured by the biological information measuring means has exceeded the determination reference range, and outputs an abnormal signal if the biological information value exceeds the determination reference range.
[0008]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, the determination reference range for abnormality determination is set based on the moving average value of the biometric information value. Even if the change amount is extremely small, the abnormality determination is suitably performed, so that the change in the biological information can be monitored quickly and reliably. In addition, since the determination reference range for determining the abnormality is set based on the moving average value based on two periods having different lengths of the biological information value, a rapid change and a gradual change of the biological information are determined respectively. There are advantages.
[0010]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a blood pressure monitoring device 8 to which the present invention has been applied.
[0011]
In FIG. 1, a blood pressure monitoring device 8 has a rubber bag in a cloth band-shaped bag and is wound around a patient's upper arm 12, for example, and connected to the cuff 10 via a pipe 20. A pressure sensor 14, a switching valve 16, and an air pump 18 are provided. The switching valve 16 has three states: a pressure supply state in which the supply of pressure into the cuff 10 is permitted, a slow discharge state in which the cuff 10 is gradually discharged, and a rapid discharge state in which the cuff 10 is rapidly discharged. It is configured to be switchable between two states.
[0012]
The pressure sensor 14 detects the pressure in the cuff 10 and supplies a pressure signal SP representing the pressure to the static pressure discrimination circuit 22 and the pulse wave discrimination circuit 24, respectively. The static pressure discriminating circuit 22 includes a low-pass filter, discriminates a cuff pressure signal SK representing a steady pressure included in the pressure signal SP, that is, a cuff pressure, and electronically controls the cuff pressure signal SK via an A / D converter 26. Supply to device 28.
[0013]
The pulse-wave filter circuit 24 includes a band-pass filter, an electronic control its wave signal SM ₁ through the A / D converter 30 and discriminating the pulse wave signal SM ₁ which is an oscillating component of the pressure signal SP in frequency Supply to device 28. Cuff pulse wave which the pulse wave signal SM ₁ represents is generated from the brachial artery (not shown) in synchronization with the patient's heart is the pressure vibration wave transmitted to the cuff 10, the cuff 10, a pressure sensor 14, and pulse The wave discrimination circuit 24 functions as a pulse wave sensor for measuring blood pressure.
[0014]
The electronic control unit 28 includes a so-called microcomputer including a CPU 29, a ROM 31, a RAM 33, and an I / O port (not shown). The CPU 29 performs a storage function of the RAM 33 according to a program stored in the ROM 31 in advance. By executing the signal processing while using it, a drive signal is output from the I / O port to control the switching valve 16 and the air pump 18.
[0015]
The pressure pulse wave detection probe 34 has a state in which the open end of the container-shaped housing 36 faces the body surface 38 at the wrist 42 on the downstream side of the artery of the upper arm 12 to which the cuff 10 is attached or not attached. , So as to be detachably attached to the wrist 42 by the wearing band 40. Inside the housing 36, a pressure pulse wave sensor 46 is provided via a diaphragm 44 so as to be relatively movable and protrudable from an open end of the housing 36, and a pressure chamber 48 is formed by the housing 36, the diaphragm 44, and the like. Have been. The pressure chamber 48 is supplied with pressurized air from an air pump 50 via a pressure regulating valve 52, whereby the pressure pulse wave sensor 46 applies a pressing force P corresponding to the pressure in the pressure chamber 48. _HD presses against the body surface 38.
[0016]
The pressure pulse wave sensor 46 is configured by arranging a large number of semiconductor pressure-sensitive elements (not shown) on a pressing surface 54 of a semiconductor chip made of, for example, single crystal silicon. By being pressed onto the radial artery 56, a pressure vibration wave, ie, a pressure pulse wave generated from the radial artery 56 and transmitted to the body surface 38 is detected, and a pressure pulse wave signal SM ₂ representing the pressure pulse wave is detected. Is supplied to the electronic control unit 28 via the A / D converter 58.
[0017]
The CPU 29 of the electronic control unit 28 outputs a drive signal to the air pump 50 and the pressure regulating valve 52 in accordance with a program stored in the ROM 31 in advance, so that the pressure in the pressure chamber 48, that is, the pressure pulse wave sensor 46 is pressed against the skin. Adjust pressure. As a result, when monitoring the blood pressure, the optimum pressing force P _HDP of the pressure pulse wave sensor 46 is determined based on the pressure pulse waves sequentially obtained in the pressure change process in the pressure chamber 48, and the optimum pressing force of the pressure pulse wave sensor 46 is determined. The pressure regulating valve 52 is controlled so as to maintain the _PHDP .
[0018]
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a main part of a control function of the electronic control device 28 in the blood pressure monitoring device 8. In the figure, the blood pressure measuring means 72 raises the pressure of the cuff 10 to a target pressure setting higher than the systolic blood pressure of the patient, for example, a value of about 180 mmHg, and then gradually reduces the pressure at a speed of about 3 mmHg / sec. The systolic blood pressure value SAP and the diastolic blood pressure value DAP of the patient are measured by the well-known oscillometric method (JIS T 1115) based on the change in the magnitude of the pulse wave collected by the pulse wave discrimination circuit 24 in the slow change process. Then, when the blood pressure measurement is completed, the pressure of the cuff 10 is released.
[0019]
The pressure pulse wave sensor 46 preferably detects a pressure pulse wave generated from a radial artery of a wrist by being pressed on a wrist of an arm different from the arm on which the cuff 10 of the patient is worn. Pressure pulse wave-blood pressure relationship determining means 74, the correspondence between the measured blood pressure values by pressure pulse wave magnitude P _M and pressure measuring means 72 which is detected by the PPW sensor 46 (monitor blood pressure MBP) The relationship is predetermined for a given patient. This correspondence, for example, as shown in figure 2, represented by MBP = A · _P M + B expression. Here, A is a constant indicating the slope, and B is a constant indicating the intercept. Monitoring blood pressure determining means 76, its relationship pressure pulse wave magnitude _{P M} i.e. the maximum value detected by the PPW sensor 46 (upper peak _{value) P M2max} and minimum values (lower peak _{value) P M2min} The maximum monitor blood pressure value MBP _SYS and the minimum monitor blood pressure value MBP _DIA (monitor blood pressure value) are sequentially determined on the basis of this, and the determined monitor blood pressure value MBP is output to the display 32, and at the same time, the pressure pulse calibrated to the blood pressure value is determined. A wave, ie, a continuous blood pressure waveform is output. The pressure pulse wave sensor 46, the blood pressure measuring means 72, the pressure pulse wave blood pressure correspondence relation determining means 74, and the monitoring blood pressure value determining means 76 are a biological information measuring means 78 for continuously measuring a blood pressure waveform which is a kind of biological information. Is composed.
[0020]
The moving average value calculating means 80 sequentially calculates the moving average value of the biological information values continuously measured by the biological information measuring means 78. The criterion range setting means 82 sets a criterion range based on the moving average values sequentially calculated by the moving average value calculating means 80. The abnormality determining unit 84 determines whether the biological information value measured by the biological information measuring unit 78 has exceeded the determination reference range. If the biological information value has exceeded the determination reference range, the abnormality signal is visually displayed on the display 32 or the like. And outputs the abnormal signal by voice.
[0021]
Here, preferably, the moving average value calculating means 80 determines the moving average value (first moving average) of the biological information within a relatively short first period, for example, about ten to several tens of seconds. Value) P _AV1 and the moving average value (second moving average value) P _AV2 of the biological information within a second period set sufficiently longer than the moving average value P _AV1 , for example, within a period of about several tens of minutes. calculate. The criterion range setting means 82 sets a first criterion range, for example, a range from (P _AV1 -α) to (P _AV1 + α) based on the first moving average value P _AV1 , and sets the second moving average. Based on the value P _AV2 , a second determination reference range, for example, a range from (P _AV2 −β) to (P _AV2 + β) is set. When the biological information value measured by the biological information measuring means 78 exceeds the first determination reference range, the abnormality determining means 84 outputs a first abnormal signal, and the biological information value When exceeding the two judgment reference ranges, a second abnormal signal different from the first abnormal signal is output. For example, if the first abnormal signal is a sound output of a relatively low frequency, the second abnormal signal is a sound signal of a relatively high frequency.
[0022]
FIG. 4 is a flowchart illustrating a main part of the control operation of the electronic control unit 28. In step SA1 in the figure (hereinafter, steps are omitted), the pressure in the pressure chamber 48 is gradually increased, and the pressure pulse wave sequentially detected by the pressure pulse wave sensor 46 in the process of gradually increasing the pressure in the pressure chamber 48. The pressure in the pressure chamber 48 at which the amplitude of the pressure pulse becomes maximum, that is, the optimum pressing force P _HDP of the pressure pulse wave sensor 46 is determined, and the pressure in the pressure chamber 48 is maintained at the optimum pressing force P _HDP . The pressing force of the pressure pulse wave sensor 46 is held at an optimal constant value.
[0023]
Next, in SA2, pressure increase of the cuff 10 is started for blood pressure measurement. Next, a blood pressure measurement algorithm is executed in SA3 corresponding to the blood pressure measurement means 72. That is, the switching valve 16 is switched to the pressure supply state and the air pump 18 is operated to increase the pressure in the cuff 10 to a target pressure (for example, 180 mmHg) higher than the expected systolic blood pressure value of the patient, and then to increase the pressure of SA2. After that, the air pump 18 is stopped and the switching valve 16 is switched to the slow exhaust pressure state to lower the pressure in the cuff 10 at a predetermined gentle speed of about 3 mmHg / sec. based on the change in the amplitude of the pulse wave pulse signal SM ₁ which is successively obtained in the step-down process represented well-known oscillometric method systolic SAP accordance blood pressure determining algorithm, mean blood pressure MAP, and diastolic blood pressure The DAP is measured, and the pulse rate and the like are determined based on the pulse wave interval. Then, the measured blood pressure value, the pulse rate, and the like are displayed on the display 32, and the switching valve 16 is switched to the rapid exhaust pressure state, so that the pressure in the cuff 10 is quickly exhausted.
[0024]
Next, in SA4 corresponding to the pressure pulse wave-blood pressure relationship determining means 74, the magnitude of the pressure pulse wave from the pressure pulse wave sensor 46 (absolute value or magnitude of the pressure pulse wave signal SM ₂₎ and in the SA3 The correspondence between the measured blood pressure values SAP and DAP by the cuff 10 is determined. That is, the pressure pulse wave is determined maximum value _{P M2max} and minimum value _{P M2min} of one beat read and its pressure pulse wave from the pulse-wave sensor 46, the maximum value _{P M2max} and minimum values thereof pulse wave at P _M2min and SA3, based on the systolic blood pressure value SAP and diastolic blood pressure DAP measured by the cuff 10, correspondence between the magnitude P _M and pressure values of the pressure pulse wave shown in FIG. 2 is determined Because
[0025]
When the pressure pulse wave blood pressure correspondence is determined as described above, it is determined in SA5 whether one pulse wave has been input. If the determination in SA5 is denied, the process waits until one pulse wave is input. However, if the determination in SA5 is affirmed, the process goes to SA6 and SA7 corresponding to the monitoring blood pressure value determination means 76. , The maximum value P _M2max (upper peak value) and the minimum value P _M2min (lower peak value) of the pressure pulse wave from the pressure pulse wave sensor 46 at the optimum pressing force P _HDP were determined, and then determined at SA4. from pressure pulse wave-blood pressure relationship of FIG. 2, the maximum monitored blood pressure value based on the maximum value _{P M2max} and minimum value _{P M2min} of the pressure pulse wave _{MBP SYS} and diastolic monitoring blood pressure _{MBP DIA} are determined, Figure 5 or Figure 6 As shown in FIG.
[0026]
Next, in SA8 corresponding to the moving average value calculating means 80, for example, within a predetermined first period including the latest measured value in the trend of the blood pressure value determined in SA7, for example, the maximum monitoring blood pressure value MBP _SYS , for example, A moving average value (first moving average value) P _AV1 of the biological information within a period of about tens of seconds to tens of seconds, and a moving average value P _AV1 within a certain second period set sufficiently longer than the moving average value P _AV1. The moving average value (second moving average value) P _AV2 of the biological information within a sufficient period is calculated.
[0027]
Next, in SA9 corresponding to the determination reference range setting means 82, a first determination reference range is set based on the first moving average value P _AV1, and a second determination is performed based on the second moving average value P _AV2. A reference range is set. The first determination reference range is for quickly determining an abnormality indicating a relatively rapid change in blood pressure value. For example, as shown in FIG. 5, the first determination reference range _falls within a range from (P _AV1 −α) to (P _AV1 + α). Is set. Here, α is a value of several percent to ten and several percent with respect to the first moving average value P _AV1 . The second determination reference range is for determining an abnormality indicating a relatively gradual change in blood pressure value. For example, as shown in FIG. 6, a range from (P _AV2 −β) to (P _AV2 + β) Is set to Here, β is a value of several percent to ten and several percent with respect to the second moving average value P _AV2 .
[0028]
Next, at SA10 corresponding to the abnormality determination means 84, it is determined whether or not the actual maximum monitored blood pressure value MBP _SYS is within the first determination reference range and the second determination reference range. If the determination at SA10 is denied, a different abnormality output is performed for each type of abnormality at SA11. For example, when the actual maximum monitored blood pressure value MBP _SYS exceeds the first determination reference range (outside the first determination reference range), a first abnormal signal indicating a relatively sharp change in blood pressure value is displayed in the image. And output by voice. When the actual maximum monitored blood pressure value MBP _SYS exceeds the second determination reference range (out of the second determination reference range), the second abnormality indicating a relatively gradual change (drift) of the blood pressure value. The signal is output by image and sound. The second abnormal signal can be easily identified by an image or tone that is clearly different from the first abnormal signal.
[0029]
Then, SA12 is executed after SA11. This SA12 is executed immediately when the judgment of SA10 is affirmed. In SA12, it is determined whether or not the elapsed time from the blood pressure measurement by the cuff 10 in step SA3 has passed a preset set period, for example, a calibration period of about several tens minutes. If the determination in SA12 is denied, the blood pressure monitoring routine of SA5 and below is repeatedly executed, and the maximum monitor blood pressure value MBP _SYS and the minimum monitor blood pressure value MBP _DIA are continuously determined and displayed for each beat. You. However, if the determination in SA12 is affirmative, the steps from SA2 onward are executed again to determine the correspondence again.
[0030]
As described above, according to the present embodiment, the highest monitored blood pressure value MBP _SYS continuously measured by SA8 corresponding to the moving average value calculating means 80 and by SA2 to SA7 corresponding to the biological information measuring means 78 is obtained. When one moving average value P _AV1 is sequentially calculated, the SA9 corresponding to the judgment reference range setting means 82 sets a first judgment reference range based on the first moving average value P _AV1 . Then, in SA10 corresponding to the abnormality determination means 84, it is determined whether or not the maximum monitor blood pressure value MBP _SYS has exceeded the first determination reference range. If the maximum monitoring blood pressure value MBP _SYS has exceeded the first determination reference range, an abnormality signal is generated. Is output. Thus, since the first determination reference range for abnormality determination of the best monitoring blood pressure MBP _SYS is set on the basis of the first moving average P _AV1 of its highest monitoring blood pressure MBP _SYS, for example up to monitor blood pressure When the value MBP _SYS changes abruptly, the change in the maximum monitor blood pressure value MBP _SYS can be quickly and reliably monitored even if the change amount is relatively small.
[0031]
Further, in the present embodiment, SA8 corresponding to the moving average value calculating means 80 is set to the first moving average value P _AV1 in the first comparatively short first period, and set sufficiently longer than the first period. The second moving average _PAV2 within the second period is calculated, and the SA9 corresponding to the judgment reference range setting means 82 determines the first judgment reference range (based on the first moving average _PAV1 ). _PAV1− α) to ( _PAV1 + α), and the second determination reference range ( _PAV2− β) to ( _PAV2 + β) based on the second moving average value _PAV2 . The SA 10 corresponding to the abnormality determination means 84 outputs a first abnormality signal when the maximum monitored blood pressure value MBP _SYS exceeds the first determination reference range (P _AV1 −α) to (P _AV1 + α), and performs maximum monitoring. blood pressure value _{MBP SYS} Because if it exceeds serial second determination reference range _{(P AV2 -β)} through _{(P AV2} + _β) outputs a different second abnormality signal from its first abnormal signal, abrupt changes of the highest monitoring blood pressure _{MBP SYS} There is an advantage that a gradual change is determined.
[0032]
As mentioned above, although one Example of this invention was described based on drawing, this invention is applied also to another aspect.
[0033]
For example, in the above-described embodiment, the highest monitored blood pressure value MBP _SYS is used as the monitored biological information. However, the lowest monitored blood pressure value MBP _DIA or the average monitored blood pressure value may be used, or the heart rate, body temperature, Blood oxygen saturation or fluctuations thereof (frequency analysis value at a predetermined frequency) may be used.
[0034]
In the above-described embodiment, two first moving average values P _AV1 and second moving average values P _AV2 are obtained, and the first determination reference ranges (P _AV1 −α) to (P _AV1 + α) and Although it has been determined whether or not the maximum monitoring blood pressure value MBP _SYS is within the second determination reference range (P _AV2 −β) to (P _AV2 + β), any one of those determinations is performed. You may.
[0035]
Further, in the above-described embodiment, the blood pressure measuring means 72 determines the blood pressure value based on the change state of the magnitude of the pressure pulse wave that changes according to the compression pressure of the cuff 10 according to the so-called oscillometric method. Although configured, the blood pressure value may be determined in accordance with the so-called Korotkoff sound method, based on the Korotkoff sound that is generated and disappears with the compression pressure of the cuff 10.
[0036]
In addition, the present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a blood pressure monitoring device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a correspondence relationship used in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 3 is a functional block diagram for explaining a main part of a control function of the control device according to the embodiment of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart illustrating a main part of a control operation of the control device according to the embodiment of FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram illustrating a display example obtained by the control operation of FIG. 4 and illustrating a first determination reference range.
FIG. 6 is a diagram illustrating another display example obtained by the control operation of FIG. 4 and illustrating a second determination reference range.
[Description of sign]
8: Blood pressure monitoring device (biological information monitoring device)
78: biological information measuring means 80: moving average value calculating means 82: determination reference range setting means 84: abnormality determining means

Claims

A biological information monitoring device for monitoring biological information continuously measured by biological information measuring means,
Moving average value calculating means for sequentially calculating the moving average value of the biological information value continuously measured by the biological information measuring means,
A criterion range setting means for setting a criterion range based on a moving average value sequentially calculated by the moving average value calculating means;
The biological information value measured by the biological information measuring means is operable to determine whether exceeds the criterion range, if it exceeds the look contains an abnormality judging means for outputting an abnormality signal,
The moving average value calculating means includes a first moving average value within a first period that is set relatively short, and a second moving average value within a second period that is set sufficiently longer than the first period. Is calculated.
The criterion range setting means sets a first criterion range based on the first moving average value, and sets a second criterion range based on the second moving average value.
The abnormality determination means outputs a first abnormality signal when the biological information value measured by the biological information measurement means exceeds the first determination reference range, and the biological information value is determined by the second determination signal. A biological information monitoring device , which outputs a second abnormal signal different from the first abnormal signal when the signal exceeds a reference range .