JPH02147047A - 指尖容積脈波計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は血液透析加療中の患者、手術後のΦ打など、
血圧降下性ショックを起す可能性のある患者の、血圧の
降下の監視に適する指尖容積脈波計に関するものである
。

「従来技術」 血液透析の副作用のひとつに、除水による体内循環血液
量の不足に起因する血圧降下性ショックの発生という問
題がある。そのショックが大きい時には、患者は嘔吐な
どの不快症状をもよおしたり、四肢のけいれんを起こし
、最悪の場合には死にいたることもある。したがって、
血圧降下の徴候を早めに検知して、シジンク庁状に陥る
前に必要な処置を施すことが望ましい。

従来の透析では、看護婦が定期的に脈拍数や血圧を測定
し、その結果に応じて除水速度を調整して、急激な血圧
降下の発生を防いでいた。

「発明が解決しようとする課題」 上腕にカフを巻いて行う血圧測定および脈を数える脈拍
測定は時間がかかるので、看護婦の作業上の負担が大き
い。また、睡眠を妨げるなど患者への影響も大きいので
、定期的と言ってもせいぜい３０分に一回が限界である
。このような方法では、象、激に血圧が降下した場合に
それが速やかに発見できるとは限らず、患者がショック
症状を訴えて初めて血圧降下がわかるという場合も多か
った。

透析のみならず、医療の現鳴においては患者の血？＆循
環状態を監視する必要のある場合が多い。

血液の循環状態を簡単に連続的に監視できるような方法
の開発が望まれていた。

末梢血液循環動態を無侵襲・非観血的に検査する方法と
しての指尖容積脈波計は広く知られている。しかし、脈
波信号の振幅は個人差が大きいため、通常は波形のみを
解析して循環系の状態を診断している。また、指尖容積
脈波計の原理を使った脈拍計も存在するが、これは脈拍
数を計測して表示するだけの機能しかなかった。

血液の循環量が減少すると、血圧の降下を防ぐために血
管が収縮して末梢の抵抗が増大し、末梢の血流量が減少
する。透析時における血圧降下性ショックの発生状況は
ケースによって異なるが、その典型的な過程は次のよう
なものである。

■　末梢の抵抗が漸増し、末梢における血液循環量が減
少していく。

■　心拍出量が減少する。

■　脈拍数が増加する。

■　■〜■により血圧はある程度の範囲内に維持される
。

■　維持しきれなくなって、末梢の抵抗が急激に減少し
、血圧が降下する。

血圧は、末梢の反応性に応じて、最初から漸減する場合
、あまり変化しない場合、−時的に上昇する場合など、
ケースによっているいろなパターンがある。しかし、−
船釣に、血圧の降下に先立って、末梢における血液循環
量が低下する。したがって、末梢における血液循環量を
連続的に測定し監視すれば、ショック症状に陥る前の、
血圧降下の早い段階で、血圧降下を検知する事ができる
。

「課題を解決するための手段」 この発明の指尖容積脈波計においては、脈波信号の極大
値と極小値の差を脈波波高値として脈波波高値演算手段
で演算し、末梢の血液循環状態監視の開始時の患者の脈
波波高値を基準値として記憶手段に記憶する。この基準
値から脈波波高値の下限を下限脈波波高値演算手段で決
めて、その下限脈波波高値と現在の脈波波高値とを比較
手段で比較し、現在の脈波波高値が下限を下回ったとき
に血圧降下の徴候として警報を警報発生手段より出す、
このように、相対的な脈波波高値の低下で警報を出すの
で、脈波波高値の個人差は問題とならない。

血圧維持のメカニズムには脈拍数も大きく関わっている
ので、警報の信頼性を高めるには、脈拍数による警報も
併用することが有効である。この発明の指尖容積脈波計
では、脈波１３号を波形整形して脈拍数を計数し、この
値が任意に設定可能な上１覗埴と下限値で与えられる範
囲から逸脱したときに警報を出す。

「実施例」 第１図にこの発明の実施例のブロック図を示す。

定電流回路１により光源としての発光ダイオード２に定
電流が供給される。発光ダイオード２から発した光は被
測定指尖３を透過し、あるいは反射されて受光素子とし
てのフォトダイオード４に入射し、フォトダイオード４
に光電流を励起させる。

光電流は電流増幅回路５により増幅されて電圧信号に変
換される。この電圧信号は直流の上に脈波信号が重畳し
た信号となっているので、交流増幅回路６により交流成
分だけを取り出して増幅し、ローパスフィルタ回路７で
商用電源の誘導ノイズなどをカットして、第２図のタイ
ムチャートに例示したような脈波信号（ａ）を得る。こ
こで、発光素子を発光ダイオード、受光素子をフォトダ
イオードとしたが、別の素子、例えば発光素子にタング
ステンランプ、受光素子にＣｄＳなどを使うことも考え
られる。その場合は、前後の処理回路も素子にあわせて
変える必要がある。

脈波信号（ａ）は、波形整形回路１７により波形整形さ
れて整形信号（ｂ）となり、さらに積分回路１８により
積分されて脈拍よりもゆっくりとした変動成分だけが抽
出された積分信号（ｃ）となる。整形信号（ｂ）と積分
信号（ｃ）とをコンパレータ１９で比較して脈拍信号（
ｄ）を得る。

さらに、ワンショット発生回路２０により、脈拍信号（
ｄ）に同期したワンショットパルスがつくられてサンプ
ル／ホールド回路１１にサンプル信号（ｅ）が与えられ
、また、遅延回路２１によってサンプル信号よりも少し
だけ遅れたリセット信号（ｆ）が、極大ピークホールド
回路Ｂおよび極小ピークホールド回路９に与えられる。

極大ピークホールド回路８および極小ピークホールド回
路９に脈波信号（ａ）が供給される。リセットパルスに
よってリセツトされて出力がＯ■となった極大ピークホ
ールド回路８および極小ピークホールド回路９は、それ
ぞれ脈波信号（ａ）の最大値と最小値を保持して極大値
信号（ｇ）および極小値信号（ｈ）を出力する。次の差
動増幅回路１０で、極大値信号から極小値信号が減算さ
れて波高信号（ｉ）が出力される。

波高信号（１）は、次の脈拍に同期して出力されるサン
プル信号（ｅ）によりサンプル／ホールド回路１１に取
り込まれ、脈波波高値信号（ｊ）として次のサンプル信
号（ｅ）まで保持される。

サンプル信号（ｅ）よりも少し遅れたリセット信号（ｆ
）が極大ピークホールド回路８および極小ピークホール
ド回路９を再びリセットする。このような動作を繰り返
すことにより、脈動ごとの脈波波高値が電気信号（ｊ）
＆して得られる。

サンプルスイッチ１３を押すことにより、脈波波高値信
号Ｎ）は、記憶手段としてのサンプル／ホールド回路１
２に取り込まれ、サンプルスイッチが離れたときの脈波
波高値が、基準となる脈波波高値として保持される。基
準脈波波高値信号は、下限脈波波高値演算手段としての
ゲインが１よりも小さい増幅回路１４で増幅されて、脈
波波高値の下限信号になる。ここで、増幅回路１４の増
幅率を可変にしでおけば、基準に対する下限値の割合を
変化させることができる。

コンパレータ１５は脈波波高値信号（ｊ）が下限信号よ
りも小さくなったときに異常信号を出力する。タイマ回
路１６により異常信号が出力されている時間が計測され
て、一定時間を越えたときに脈波波高値異常警報が出力
される。

脈拍数計数回路２２は、単位時間当たりの脈拍信号（ｄ
）のパルス数を計数し、１分間あたりの脈拍数を出力す
る。脈拍数は比較回路２３および２５により、それぞれ
上限値設定スイッチ２４に設定された脈拍数上限値およ
び下限値設定スイッチ２６に設定された脈拍数下限値と
比較され、脈拍数が上限値よりも多い場合および脈拍数
が下限値よりも少ない場合に警報が出力される。

ＯＲ回路２７は、脈波波高値異常警報、脈拍数上限警報
および脈拍数下限警報の論理和をとって、これらのうち
どれか一つでも発生した場合には警報信号を出力する。

これを受けて、警報発生回路２８は、警報の表示、警鳴
台の発生などを行い警報の発生を知らせる。

ＯＲ回路２７を、脈拍数上限警報および脈拍数下限警報
の論理和をとり、この論理和と脈波波高値異常警報との
論理積をとる０Ｒ−ＡＮＤ回路に置き換えてもよい。

以上の動作により、脈波波高値および脈拍数を連続的に
測定・監視し、脈波波高値が下限値よりも低下した場合
、あるいは脈拍数が上下限から外れた場合に自動的に警
報を発する。

以上の説明ではすべての処理をハードウェアで行うもの
としたが、処理の一部をコンピュータにより行わせるこ
とも可能である。例えば、ローパス・フィルタ回路７か
ら出力された脈波信号（ａ）をＡ　／　Ｄ　Ｉ　換して
コンピュータに人力し、それ以降の処理をすべてコンピ
ュータによる数値処理に置き換えて、コンピュータのモ
ニタ上に警報を出力するようにしてもよい。

「発明の効果」 この発明による指尖容積脈波計は、患者の血圧降下の指
標となる脈波波高値および脈拍数を自動的・連続的に測
定・監視し、血圧降下の徴候があった場合に警報を出力
して、医師、看護婦に危険を知らせる。血圧降下の１枚
候を早めにとらえて、適切な処置を行うことにより、・
を者が血圧降下性のショックに陥ることを未然に防ぐこ
とができる。

また、従来の透析においては看護婦は定時間ごとに患者
の血圧を測定していたが、この発明による指尖容積脈波
計で患者の末梢血液循環状態を監視することにより、危
険なく血圧測定回数を減らすことができる。これは、看
護婦の作業量を低減させるので、医療現場の省力化に役
立つとともに、患者の負担をも低減させるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による指尖容積脈波計の一例を示す
ブロック図、第２図は、第１図に記入されている（ａ）
〜（ｂ）点における信号を、同一時間軸上に表したタイ
ムチャートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、 この光源からの光が指尖を透過あるいは反射したときの
   光量を検出する受光素子と、 その受光素子から出力される脈波信号を増幅する増幅手
   段と、 その増幅された脈波信号の極大値と極小値を検出し、脈
   波波高値を演算する脈波波高値演算手段と、 警報の基準となる脈波波高値を記憶する記憶手段と、 その記憶された基準脈波波高値から下限脈波波高値を演
   算する下限脈波波高値演算手段と、現在の脈波波高値と
   前記下限脈波波高値とを比較する比較手段と、 現在の脈波波高値が下限脈波波高値よりも小さくなった
   ときに警報を発する警報発生手段とを備えたことを特徴
   とする指尖容積脈波計。
2. （２）現在の脈波波高値が下限脈波波高値よりも小さい
   状態が一定時間以上続いたことを検出するタイマ手段と
   、その状態が一定時間以上続いたときに警報を発する警
   報発生手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の
   指尖容積脈波計。