静脈圧測定装置
【課題】生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置で可能とする非侵襲的静脈圧測定装置を提供する。
【解決手段】生体の静脈および動脈を有する第１部分に装着する第１のカフ２０ａと、第１のカフにより第１部分に加えられる第１印加圧力を変化させる圧力制御手段３０ａと、第１のカフが第１部分から受ける圧力から第１脈波を検出する第１脈波検出手段４０ａと、生体の第１部分と異なる第２部分において少なくとも動脈の脈波を含む第２脈波を検出する第２脈波検出手段２０ｂ、４０ｂと、圧力制御手段により第１印加圧力を変化させることで変化する、第１脈波検出手段により検出された第１脈波と第２脈波検出手段により検出された第２脈波との相関を解析する解析手段５０と、第１印加圧力と解析手段の解析結果とに基づいて静脈圧を算出する静脈圧算出手段５０と、を有する。
【解決手段】生体の静脈および動脈を有する第１部分に装着する第１のカフ２０ａと、第１のカフにより第１部分に加えられる第１印加圧力を変化させる圧力制御手段３０ａと、第１のカフが第１部分から受ける圧力から第１脈波を検出する第１脈波検出手段４０ａと、生体の第１部分と異なる第２部分において少なくとも動脈の脈波を含む第２脈波を検出する第２脈波検出手段２０ｂ、４０ｂと、圧力制御手段により第１印加圧力を変化させることで変化する、第１脈波検出手段により検出された第１脈波と第２脈波検出手段により検出された第２脈波との相関を解析する解析手段５０と、第１印加圧力と解析手段の解析結果とに基づいて静脈圧を算出する静脈圧算出手段５０と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静脈圧測定装置に関し、特に、非侵襲的に平均静脈圧を測定する静脈圧測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
右心房近傍の静脈圧は中心静脈圧と呼ばれ、心臓の前負荷を表し、循環動態の把握にとって重要な指標となっている。
【０００３】
中心静脈圧は、右心房近傍までカテーテルを挿入することで侵襲的に測定することができるが、近年、患者にとって負担が少ない非侵襲的な中心静脈圧測定が可能な静脈圧測定装置の開発が進められている。
【０００４】
非侵襲的な静脈圧測定に関する先行技術として、上腕に装着させたカフにより動脈および静脈を一度閉塞した後、徐々にカフ圧を下げて動脈、静脈の順に閉塞を解除し前腕部の鬱血およびその解除を行うとともにこれを前腕部先端への近赤外線照射による透過画像のグレースケール値により検知することで鬱血が解除されたときのカフ圧により静脈圧を測定するというものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２７９６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記先行技術は、一度静脈を鬱血させ、鬱血させた状態から静脈血が流れ始めるときの静脈圧を測定することから生体が自然な状態における静脈圧を測定しているとは言えない。また、近赤外線照射および近赤外線センサといった設備が必要になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、静脈の脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置で可能とする非侵襲的静脈圧測定装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は、以下の手段によって解決される。
【０００９】
（１）生体の静脈および動脈を有する第１部分に装着する第１のカフと、前記第１のカフにより前記第１部分に加えられる第１印加圧力を変化させる圧力制御手段と、前記第１のカフが前記第１部分から受ける圧力から第１脈波を検出する第１脈波検出手段と、前記生体の前記第１部分と異なる第２部分において少なくとも動脈の脈波を含む第２脈波を検出する第２脈波検出手段と、前記圧力制御手段により前記第１印加圧力を変化させることで変化する、前記第１脈波検出手段により検出された第１脈波と前記第２脈波検出手段により検出された第２脈波との相関を解析する解析手段と、前記第１印加圧力と前記解析手段の解析結果とに基づいて静脈圧を算出する静脈圧算出手段と、を有する静脈圧測定装置。
【００１０】
（２）生体の静脈および動脈を有する部分に装着するカフと、前記カフにより前記部分に加えられる印加圧力を変化させる圧力制御手段と、前記カフが前記部分から受ける圧力から脈波を検出する脈波検出手段と、前記圧力制御手段により前記印加圧力を変化させることで変化する前記脈波検出手段により検出された前記脈波と、前記印加圧力と、に基づいて静脈圧を算出する静脈圧算出手段と、を有する静脈圧測定装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る静脈圧測定装置によれば、静脈の脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る静脈圧測定装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【図３】上腕の心臓に対し近位と遠位の脈波、およびこれらの減算波形を示すグラフである。
【図４】印加圧力と減算波形の最大振幅との関係を示す図である。
【図５】第１脈波と第２脈波との関係を示すグラフを第１印加圧力値ごとに示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る静脈圧測定装置のブロック図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る静脈圧測定装置のブロック図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る静脈圧測定装置について詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る静脈圧測定装置１０のブロック図である。図１には、静脈圧測定装置１０とともに生体１００が示され、生体１００の上腕１０１に第１カフ２０ａと第２カフ２０ｂとが装着された状態が示されている。
【００１５】
本実施形態に係る静脈圧測定装置１０は、第１カフ２０ａ（第１脈波検出手段）、第２カフ２０ｂ（第２脈波検出手段）、第１圧力制御部（圧力制御手段）３０ａ、第２圧力制御部（圧力制御手段）３０ｂ、第１圧力センサ４０ａ（第１脈波検出手段）、第２圧力センサ４０ｂ（第２脈波検出手段）、圧力波形解析部（解析手段、静脈圧算出手段）５０、表示部６０、および異常通知部（異常通知手段）６５を有する構成により平均静脈圧を測定する。
【００１６】
第１カフ２０ａは、生体の一部（第１部分）である腋窩部近傍の上腕１０１に巻かれることで装着され、第１圧力制御部３０ａの制御により装着された部分を加圧するとともに加圧した部分から受ける圧力として検出される血管壁の振動である脈波（以下「第１脈波」と称する）を第１圧力センサ４０ａに伝達する。なお、第１カフ２０ａが装着される場所は、動脈および静脈の両方が存在する部分であれば限定されない。第１脈波には、動脈および静脈の脈波が含まれ得る。
【００１７】
第２カフ２０ｂは、第１カフ２０ａと同様の機能を有し、上腕１０１の第１カフ２０ａより心臓に対し遠位の部分（第２部分）に装着される。第２カフ２０ｂは、第２圧力制御部３０ｂの制御により装着された部分を加圧するとともに加圧した部分から受ける脈波（以下、「第２脈波」と称する）を第２圧力センサ４０ｂに伝達する。なお、第２カフ２０ｂが装着される場所は、第１カフ２０ａが装着される部分と異なる部分であれば限定されないが、少なくとも動脈の脈波が検出可能な部分に装着される。従って、第２脈波には、少なくとも動脈の脈波が含まれる。
【００１８】
本実施形態は、オシロメトリック法の原理を利用し、第１脈波と第２脈波との相関が最小となるときに第１カフ２０ａが生体に印加する圧力を平均静脈圧と推定するものである。このような推定が可能なのは、（１）静脈の血管内外の圧力差が最小になるときに静脈脈波が最大となることから静脈脈波が最大のときのカフによる印加圧力が平均静脈圧と推定できること、（２）静脈血管はコンプライアンスが大きく心臓から遠位になるにつれて静脈の脈波は減衰することから静脈脈波成分が大きくなるほど遠位と近位の脈波の相関が小さくなると考えられること、に基づく。
【００１９】
なお、平均静脈圧より大きな圧力を静脈に加えると、印加圧力の上昇に伴って静脈拍動成分は徐々に小さくなり、静脈が完全に閉塞すると脈波から静脈拍動成分は消失する。平均静脈圧より小さい圧力を静脈に加えた場合にも脈波の静脈拍動成分は減少する。
【００２０】
ここで、四肢静脈血管内腔には逆流防止弁があり、逆流防止弁よりも心臓に近い腋窩部近傍の上腕の静脈では逆流防止弁よりも遠位の静脈より静脈拍動が大きく現れる。従って、逆流防止弁を跨いで第１カフ２０ａおよび第２カフ２０ｂが装着されるとともに、第１カフ２０ａはできるだけ心臓に近い位置に装着されることにより、第１脈波および第２脈波の各静脈成分の差を大きくすることができる。これにより、第１脈波と第２脈波との相関をより精密に計測でき、平均静脈圧の測定精度を向上させることができる。第１カフ２０ａが腋窩部近傍の上腕１０１に装着され、第２カフ２０ｂが上腕１０１の第１カフ２０ａより心臓に対し遠位の部分に装着されることでこのような条件を満たすことができる。
【００２１】
また、第１カフ２０ａと心臓の高さが等しい体位としたときに測定される平均静脈圧は、中心静脈圧と考えることができるため、このような体位とすることで本実施形態に係る静脈圧測定装置により中心静脈圧を測定することができる。
【００２２】
第１圧力制御部３０ａは、第１カフ２０ａを制御し、第１カフ２０ａが装着された部分を所定の圧力に加圧し、また加圧している圧力を変化させる。第１圧力制御部３０ａは、例えば、第１カフ２０ａに空気を送ることで第１カフ２０ａが装着された部分を加圧することができる。
【００２３】
第２圧力制御部３０ｂは、第２カフ２０ｂを制御し、第２カフ２０ｂが装着された部分を所定の圧力で加圧し、また加圧している圧力を変化させることができる。第２圧力制御部３０ｂは、例えば、第２カフ２０ｂに空気を送ることで第２カフ２０ｂが装着された部分を加圧することができる。
【００２４】
第１圧力センサ４０ａは、第１カフ２０ａから第１脈波の伝達を受け、第１脈波を電気信号として圧力波形解析部５０に出力する。第１圧力センサ４０ａが第１カフ２０ａから受ける第１脈波は空気を媒体とした圧力波形であり、第１圧力センサ４０ａは圧力による信号を電気信号に変換する圧電素子とすることができる。
【００２５】
第２圧力センサ４０ｂは、第２カフ２０ｂから第２脈波の伝達を受け、第２脈波を電気信号として圧力波形解析部５０に出力する。第２圧力センサ４０ｂが第２カフ２０ｂから受ける第２脈波は空気を媒体とした圧力波形であり、第２圧力センサ４０ｂは圧力による信号を電気信号に変換する圧電素子とすることができる。
【００２６】
圧力波形解析部５０は、第１圧力センサ４０ａおよび第２圧力センサ４０ｂからそれぞれ第１脈波および第２脈波を受信し、第１圧力制御部３０ａおよび第２圧力制御部３０ｂからそれぞれ上腕部への印加された圧力の値を受信し、第１脈波と第２脈波との相関が最小となるときに第１カフ２０ａにより生体に印加された圧力に基づいて静脈圧を算出する。
【００２７】
圧力波形解析部５０は、第１脈波または第２脈波の波形、各種演算結果を表示部６０に送信する。
【００２８】
表示部６０は、圧力波形解析部５０から受信した各種波形または各種演算結果を表示する。表示部６０は、例えば、液晶ディスプレイにより構成することができる。また、表示部６０は、外部から表示を切替えるための信号を受け付けるタッチパネルであってもよい。
【００２９】
異常通知部（異常通知手段）６５は、圧力波形解析部５０が算出した静脈圧が閾値を超えたかどうかを判定し、閾値を超えた場合はその旨通知する。前記通知は、測定された静脈圧値とともに異常であることを知らせる表示を表示部６０に表示することでユーザに通知してもよく、他の装置に測定された静脈圧値とともに異常であることを知らせる通知を送信することでユーザに通知してもよい。
【００３０】
閾値は、例えば、医師が臨床において異常と判断する場合に用いる一般的な数値とすることができる。
【００３１】
図２は、本実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【００３２】
第１圧力制御部３０ａおよび第２圧力制御部３０ｂは、それぞれ、心臓の近位に装着された第１カフ２０ａにより腋窩部近傍の上腕１０１に印加される圧力（以下、「第１印加圧力」と称する）および遠位に装着された第２カフ２０ｂにより上腕部１０１に印加される圧力（以下、「第２印加圧力」と称する）を０ｍｍＨｇに設定する（Ｓ２００）。
【００３３】
第１圧力制御部３０ａおよび第２圧力制御部３０ｂは、それぞれ、第１印加圧力および第２印加圧力を所定の大きさ増圧する（Ｓ２０１）。ここで、１回の増圧幅である所定の大きさは、例えば１０ｍｍＨｇとすることができる。本実施形態においては、第１印加圧力と第２印加圧力の大きさは同じ値に設定するが、異なる値としてもよい。
【００３４】
第１カフ２０ａおよび第１圧力センサ４０ａは第１脈波を、第２カフ２０ｂおよび第２圧力センサ４０ｂは第２脈波を、それぞれ同時に測定し（Ｓ２０２）、圧力波形解析部５０は第１脈波と第２脈波の相関を計算する（Ｓ２０３）。
【００３５】
図３は、上腕の心臓に対し近位と遠位の脈波、およびこれらの減算波形を示すグラフである。ここで、グラフの横軸は経過時間を示し、縦軸は脈波の振幅を示している。なお、振幅は、各脈波からその中心値（直流的な成分）を減算した値として示している。
【００３６】
図３には、第１印加圧力および第２印加圧力を１０ｍｍＨｇから５０ｍｍＨｇまで変化させたときの第１脈波（近位脈波）と第２脈波（遠位脈波）、および第１脈波から第２脈波に相関する成分を減算した波形が１０ｍｍＨｇごとに示されている。
【００３７】
上腕の心臓に対し近位の部分における第１脈波から上腕の心臓に対し遠位の部分における第２脈波を減算して減算波形を求めることにより第１脈波と第２脈波との相関を計算することができる。減算波形の振幅が大きいと相関が小さく、振幅が小さいと相関が大きい。ここで、図３のグラフは、第１カフ２０ａと第２カフ２０ｂとの間を圧脈波が伝播する時間を考慮し、第１脈波と第２脈波の位相を合わせる位相補正を行っている。具体的には、第１カフ２０ａから第２カフ２０ｂに圧脈波が伝達する時間を４０ｍｓｅｃとし、０．１ｍｓｅｃごとのサンプルデータを４００サンプル分相対的にシフトさせている。なお、第１脈波および第２脈波のピークあるいは微分波形のピークの時間差を測定して該時間差をなくすような位相補正をしてもよい。また、印加圧力を大きくしたときの第１脈波と第２脈波との相関を求め、相関が最大となるシフト量を位相補正時のシフト量としてもよい。
【００３８】
図４は、印加圧力と減算波形の最大振幅との関係を示す図である。
【００３９】
図４によれば、第１印加圧力および第２印加圧力を２０ｍｍＨｇとしたときの減算波形の振幅が最大となっていることから、平均静脈圧を２０ｍｍＨｇと推定することができる。
【００４０】
なお、このようにして推定された平均静脈圧に対し必要に応じて補正をして測定精度を向上させることができるのは勿論である。例えば、予めカフ圧とカテーテルを用いて測定した血圧内圧との関係の一般的なデータを入手しておき、減算波形の振幅が最大となるときの第１印加圧力（カフ圧）との比較により求めた血圧内圧を平均静脈圧とする補正をすることができる。
【００４１】
図５は、第１脈波と第２脈波との関係を示すグラフを第１印加圧力値ごとに示す図である。横軸は第２脈波の振幅を、縦軸は第１脈波の振幅を示している。図５には、第１脈波と第２脈波との相関を示す寄与率Ｒの二乗値Ｒ２を併せて示している。Ｒ２値は第１脈波と第２脈波との相関が大きいほど大きい値を示す。
【００４２】
図５によれば、第１印加圧力が２０ｍｍＨｇのときにＲ２値が最小となっていることから、このときに第１脈波と第２脈波との相関が最も小さいことが明らかである。
【００４３】
静脈圧測定装置１０は、第１脈波と第２脈波との相関を示すＲ２値が所定値以上になるまで（Ｓ２０４、ＮＯ）、第１印加圧力および第２印加圧力の増圧（Ｓ２０１）、第１脈波および第２脈波の測定（Ｓ２０２）、第１脈波と第２脈波の相関の計算（Ｓ２０３）を繰り返す。前記所定値は、例えば、０．９とすることができる。
【００４４】
圧力波形解析部５０は、Ｒ２の値が所定値以上になった場合は（Ｓ２０４、ＹＥＳ）、それまでの測定結果に基づいて、Ｒ２の値が最小となるときの第１印加圧力を求め（Ｓ２０５）、求めた第１印加圧力を平均静脈圧と推定する（Ｓ２０６）。
【００４５】
なお、ステップＳ２０３において計算された第１脈波と第２脈波との相関を示すＲ２値が減少から増加に転じた時点で第１脈波および第２脈波の測定を終了し、その時点でＲ２の値が最小となるときの第１印加圧力を平均静脈圧と推定してもよい。
【００４６】
本実施形態に係る静脈圧測定装置は、心臓に対し近位における脈波と遠位における脈波との相関が最小になるときのカフ圧を平均静脈圧と推定することにより平均静脈圧を測定するものである。これは、心臓に対し遠位における脈波を利用して、近位における脈波から静脈の脈波成分を抽出し、静脈の脈波成分が最大となるときのカフ圧を平均静脈圧と推定することと等価である。
【００４７】
本実施形態に係る静脈圧測定装置は、右心房の収縮拡張に由来する静脈の脈波を利用して静脈圧を推定する。従って、静脈を閉塞することによる鬱血が生じたとしても心臓からの静脈脈波の圧伝播を阻害するものではないので、鬱血の有無が測定上ほとんど問題とならない。
【００４８】
本実施形態に係る静脈圧測定装置によれば、静脈の脈波を抽出しその脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【００４９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る静脈圧測定装置について説明する。なお、第１実施形態と重複する説明は省略する。
【００５０】
本実施形態と第１実施形態とで異なる点は、第１実施形態は心臓に対し近位の脈波である第１脈波と遠位の脈波である第２脈波との相関が最小となるときの印加圧力を平均静脈圧と推定するのに対し、本実施形態は、第１脈波から動脈の脈波成分を減算し減算後の第１脈波の振幅が最大となるときの印加圧力を平均静脈圧と推定する点である。
【００５１】
図６は、本実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【００５２】
ステップＳ６００〜Ｓ６０４においては、第１実施形態と同様に、第１脈波と第２脈波の測定を、両者の相関を示すＲ２値が所定値以上になるまで繰り返す。
【００５３】
圧力波形解析部５０は、Ｒ２値が最大となるときの第１脈波と第２脈波の相関の回帰式の傾きを求める（Ｓ６０５）。
【００５４】
回帰式は、図５において、第１脈波と第２脈波との関係のグラフに測定結果と共に示されている直線が表す式である。図５によれば、Ｒ２値が最大となるのは第１印加圧力が４０ｍｍＨｇのときである。圧力波形解析部５０は、このときの回帰式の傾きＳを計算する。
【００５５】
圧力波形解析部５０は、第１脈波と第２脈波の動脈成分の比が一定であると仮定し、第２脈波に、ステップＳ６０５で計算した回帰式の傾きＳを乗じることにより、第１脈波の動脈脈波成分を求める（Ｓ６０６）。ここで、動脈脈波成分とは、脈波のうち動脈の脈動に起因する部分を言う。
【００５６】
圧力波形解析部５０は、ステップＳ６０６で求めた第１脈波の動脈脈波成分を各第１脈波から減算することにより各第１脈波の静脈脈波成分を抽出する（Ｓ６０７）。ここで、静脈脈波成分とは、脈波のうち静脈の脈動に起因する部分をいう。
【００５７】
圧力波形解析部５０は、ステップＳ６０７で抽出した各第１脈波の静脈脈波成分のうち振幅が最大となるときの第１印加圧力を求め（Ｓ６０８）、求めた第１印加圧力を平均静脈圧と推定する（Ｓ６０９）。
【００５８】
本実施形態に係る静脈圧測定装置によれば、静脈の脈波を抽出しその脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【００５９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る静脈圧測定装置について説明する。
【００６０】
図７は、本実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【００６１】
第２カフ２０ｂおよび第２圧力制御部３０ｂによりオシロメトリック法で動脈血圧が測定された後（Ｓ７００）、第１カフ２０ａにより生体に印加される第１印加圧力と第２カフ２０ｂにより生体に印加される第２印加圧力とは動脈血圧拡張期圧まで増圧される（Ｓ７０１）。その後、第２印加圧力は動脈血圧拡張期圧に保持されたまま、第１カフ２０ａにより印加される第１印加圧力は２ｍｍＨｇ／ｓの速度で連続的に減圧され（Ｓ７０２）、第１脈波と第２脈波とがそれぞれ測定される（Ｓ７０３）。測定は第１印加圧力が５ｍｍＨｇ以下に減圧されるまで継続される（Ｓ７０４、ＮＯ）。
【００６２】
第１印加圧力が５ｍｍＨｇ以下になった場合は（Ｓ７０４、ＹＥＳ）、一連の第１脈波から一連の第２脈波に相関する成分を減算し、第１脈波から静脈の脈波成分が抽出され（Ｓ７０５）、抽出された第１脈波の静脈成分の振幅が最大となるときの第１印加圧力を求め（Ｓ７０６）、求めた第１印加圧力を平均静脈圧と推定する（Ｓ７０７）。
【００６３】
本実施形態においては、第２印加圧力を平均静脈圧より大きい動脈血圧拡張期圧に保持し、第２カフ２０ｂが装着された部分の静脈を圧閉することにより、第２脈波から静脈の脈波成分を除去する。そして、第２脈波から抽出された動脈の脈波成分を第１脈波から減算することで第１脈波から静脈の脈波成分を抽出し、抽出した静脈の脈波成分の振幅が最大となるときの第１印加圧力を平均静脈圧と推定するものである。
【００６４】
本実施形態に係る静脈圧測定装置によれば、静脈の脈波を抽出しその脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【００６５】
（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態に係る静脈圧測定装置１０のブロック図である。図８には、静脈圧測定装置１０とともに生体１００が示され、生体１００の腋窩部に第１カフ２０ａが装着され、指先に光電容積脈波センサ７０が装着された状態が示されている。
【００６６】
本実施形態においては、第１実施形態または第３実施形態における第２カフ２０ｂおよび第２圧力センサ４０ｂの代わりに光電容積脈波センサ７０および光電容積脈波入力回路８０を用いる。すなわち、第１実施形態および第３実施形態における第２脈波を、光電容積脈波センサ７０および光電容積脈波入力回路８０により検出して利用するものである。これ以外の点においては、第１実施形態または第３実施形態と同様であるため重複する説明は省略する。
【００６７】
光電容積脈波センサ７０は、ヘモグロビンにより吸収される波長帯の光を発光する発光素子と、発光素子から発光された光を受光する受光素子とを有し、生体の指先に装着されることで光電容積脈波を検出する素子である。光電容積脈波センサ７０は、第１カフ２０ａより心臓に対し遠位に装着される。これにより、第１脈波より動脈の脈波成分の比率の大きい第２脈波を検出することができる。
【００６８】
光電容積脈波入力回路８０は光電容積脈波センサ７０から光電容積脈波の電気信号を受信し、これを適当な大きさの電圧電気信号に増幅して圧力波形解析部５０に出力する。
【００６９】
本実施形態に係る静脈圧測定装置によれば、第１実施形態および第３実施形態と同様に、静脈の脈波を抽出しその脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【００７０】
（第５実施形態）
図９は、本発明の第５実施形態に係る静脈圧測定装置１０のブロック図である。
【００７１】
図９に示すように、本実施形態に係る静脈圧測定装置１０は、第１カフ２０ａ、第１圧力制御部３０ａ、第１圧力センサ４０ａ、圧力波形解析部５０、表示部６０を有する。すなわち、第１実施形態〜第３実施形態は、カフ、圧力制御部、圧力センサをそれぞれ２つ有するのに対し、本実施形態に係る静脈圧測定装置１０は、それぞれ１つ有する。これ以外の静脈圧測定装置１０の構成は第１実施形態と同一であるため、重複する説明は省略する。
【００７２】
図１０は、本実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【００７３】
第１カフ２０ａおよび第１圧力センサ４０ａで動脈血圧拡張期圧を測定する（Ｓ１０００）。動脈血圧拡張期圧は通常のオシロメトリック法により測定することができる。
【００７４】
次に第１カフ２０ａを腋窩部近傍の上腕に装着して、圧力制御部３０ａにより、第１カフ２０ａが腋窩部近傍の上腕に加える第１印加圧力が０ｍｍＨｇに設定される（Ｓ１００１）。その後、第１カフ２０ａおよび第１圧力センサ４０ａにより第１脈波が測定され、第１印加圧力が所定の増加幅で増圧される（Ｓ１００４）。このように、第１印加圧力を増加させつつ行う第１脈波の測定は、第１印加圧力がステップＳ１０００で測定された動脈血圧拡張期圧に達するまで繰り返される（Ｓ１００４、ＮＯ）。
【００７５】
第１印加圧力が動脈血圧拡張期圧以上となったときは（Ｓ１００４、ＹＥＳ）、測定を終了し、測定された第１脈波の振幅が最大となるときの第１印加圧力を求め（Ｓ１００５）、求めた第１印加圧力を平均静脈圧と推定する（Ｓ１００６）。
【００７６】
本実施形態においては、動脈血圧拡張期圧以下の範囲内でカフ圧力を腋窩部近傍の上腕に印加し、印加したカフ圧を変化させることによりカフで検出される脈波の振幅が最大となるときのカフ圧を求める。すなわち、カフ圧が平均静脈圧に至った際に静脈が圧閉されることによる脈圧の振幅の変化を検出することにより平均静脈圧を推定する。
【００７７】
本実施形態に係る静脈圧測定装置によれば、静脈の脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【００７８】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態に係る静脈圧測定装置について説明する。
【００７９】
本実施形態と第５実施形態とで異なる点は、第５実施形態は第１印加圧力を変化させたときに脈波の振幅が最大になるときの第１印加圧力を平均静脈圧と推定するのに対し、本実施形態は第１印加圧力を最大にしたときに検出される脈波を参照脈波とし参照脈波と脈波との相関が最小となるときの第１印加圧力を平均静脈圧と推定する点で異なる。この点を除き、本実施形態は第５実施形態と同様であるため重複する説明は省略する。
【００８０】
図１１は、本実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【００８１】
ステップＳ１１００〜Ｓ１１０４においては、第５実施形態のステップＳ１０００〜Ｓ１００４と同様に、動脈血圧拡張期圧以下の範囲内で第１印加圧力を０ｍｍＨｇから所定の増加幅で増圧するとともに第１脈波を測定する。
【００８２】
圧力波形解析部５０は、測定した第１脈波のデータを第１印加圧力とともに保存する。
【００８３】
その後、第１印加圧力を最大値である動脈血圧拡張期圧としたときの第１脈波を参照波形とし（Ｓ１１０５）、参照波形と脈波の相関が最小となるときの第１印加圧力を平均静脈圧と推定する（Ｓ１１０６）。相関は、第１実施形態と同様に求めることができる。
【００８４】
ここで、第１脈波と参照脈波と同期をとるために心電図および光電容積脈波の少なくともいずれかを利用することができる。
【００８５】
本実施形態に係る静脈圧測定装置によれば、静脈の脈波を抽出しその脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態に係る静脈圧測定装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００８７】
例えば、第３実施形態以外の実施形態においては印加圧力を０ｍｍＨｇから増圧させて脈波を測定しているが、適当な大きさの圧力から減圧させて脈波を測定してもよい。また、第３実施形態においては、印加圧力を動脈血圧拡張期圧から減圧させて脈波を測定しているが、適当な大きさの圧力から増圧させて脈波を測定してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０ 静脈圧測定装置、
２０ａ 第１カフ、
２０ｂ 第２カフ、
３０ａ 第１圧力制御部、
３０ｂ 第２圧力制御部、
４０ａ 第１圧力センサ、
４０ｂ 第２圧力センサ、
５０ 圧力波形解析部、
６０ 表示部、
６５ 異常通知部、
７０ 光電容積脈波センサ、
８０ 光電容積脈波入力回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静脈圧測定装置に関し、特に、非侵襲的に平均静脈圧を測定する静脈圧測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
右心房近傍の静脈圧は中心静脈圧と呼ばれ、心臓の前負荷を表し、循環動態の把握にとって重要な指標となっている。
【０００３】
中心静脈圧は、右心房近傍までカテーテルを挿入することで侵襲的に測定することができるが、近年、患者にとって負担が少ない非侵襲的な中心静脈圧測定が可能な静脈圧測定装置の開発が進められている。
【０００４】
非侵襲的な静脈圧測定に関する先行技術として、上腕に装着させたカフにより動脈および静脈を一度閉塞した後、徐々にカフ圧を下げて動脈、静脈の順に閉塞を解除し前腕部の鬱血およびその解除を行うとともにこれを前腕部先端への近赤外線照射による透過画像のグレースケール値により検知することで鬱血が解除されたときのカフ圧により静脈圧を測定するというものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２７９６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記先行技術は、一度静脈を鬱血させ、鬱血させた状態から静脈血が流れ始めるときの静脈圧を測定することから生体が自然な状態における静脈圧を測定しているとは言えない。また、近赤外線照射および近赤外線センサといった設備が必要になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、静脈の脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置で可能とする非侵襲的静脈圧測定装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は、以下の手段によって解決される。
【０００９】
（１）生体の静脈および動脈を有する第１部分に装着する第１のカフと、前記第１のカフにより前記第１部分に加えられる第１印加圧力を変化させる圧力制御手段と、前記第１のカフが前記第１部分から受ける圧力から第１脈波を検出する第１脈波検出手段と、前記生体の前記第１部分と異なる第２部分において少なくとも動脈の脈波を含む第２脈波を検出する第２脈波検出手段と、前記圧力制御手段により前記第１印加圧力を変化させることで変化する、前記第１脈波検出手段により検出された第１脈波と前記第２脈波検出手段により検出された第２脈波との相関を解析する解析手段と、前記第１印加圧力と前記解析手段の解析結果とに基づいて静脈圧を算出する静脈圧算出手段と、を有する静脈圧測定装置。
【００１０】
（２）生体の静脈および動脈を有する部分に装着するカフと、前記カフにより前記部分に加えられる印加圧力を変化させる圧力制御手段と、前記カフが前記部分から受ける圧力から脈波を検出する脈波検出手段と、前記圧力制御手段により前記印加圧力を変化させることで変化する前記脈波検出手段により検出された前記脈波と、前記印加圧力と、に基づいて静脈圧を算出する静脈圧算出手段と、を有する静脈圧測定装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る静脈圧測定装置によれば、静脈の脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る静脈圧測定装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【図３】上腕の心臓に対し近位と遠位の脈波、およびこれらの減算波形を示すグラフである。
【図４】印加圧力と減算波形の最大振幅との関係を示す図である。
【図５】第１脈波と第２脈波との関係を示すグラフを第１印加圧力値ごとに示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る静脈圧測定装置のブロック図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る静脈圧測定装置のブロック図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る静脈圧測定装置について詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る静脈圧測定装置１０のブロック図である。図１には、静脈圧測定装置１０とともに生体１００が示され、生体１００の上腕１０１に第１カフ２０ａと第２カフ２０ｂとが装着された状態が示されている。
【００１５】
本実施形態に係る静脈圧測定装置１０は、第１カフ２０ａ（第１脈波検出手段）、第２カフ２０ｂ（第２脈波検出手段）、第１圧力制御部（圧力制御手段）３０ａ、第２圧力制御部（圧力制御手段）３０ｂ、第１圧力センサ４０ａ（第１脈波検出手段）、第２圧力センサ４０ｂ（第２脈波検出手段）、圧力波形解析部（解析手段、静脈圧算出手段）５０、表示部６０、および異常通知部（異常通知手段）６５を有する構成により平均静脈圧を測定する。
【００１６】
第１カフ２０ａは、生体の一部（第１部分）である腋窩部近傍の上腕１０１に巻かれることで装着され、第１圧力制御部３０ａの制御により装着された部分を加圧するとともに加圧した部分から受ける圧力として検出される血管壁の振動である脈波（以下「第１脈波」と称する）を第１圧力センサ４０ａに伝達する。なお、第１カフ２０ａが装着される場所は、動脈および静脈の両方が存在する部分であれば限定されない。第１脈波には、動脈および静脈の脈波が含まれ得る。
【００１７】
第２カフ２０ｂは、第１カフ２０ａと同様の機能を有し、上腕１０１の第１カフ２０ａより心臓に対し遠位の部分（第２部分）に装着される。第２カフ２０ｂは、第２圧力制御部３０ｂの制御により装着された部分を加圧するとともに加圧した部分から受ける脈波（以下、「第２脈波」と称する）を第２圧力センサ４０ｂに伝達する。なお、第２カフ２０ｂが装着される場所は、第１カフ２０ａが装着される部分と異なる部分であれば限定されないが、少なくとも動脈の脈波が検出可能な部分に装着される。従って、第２脈波には、少なくとも動脈の脈波が含まれる。
【００１８】
本実施形態は、オシロメトリック法の原理を利用し、第１脈波と第２脈波との相関が最小となるときに第１カフ２０ａが生体に印加する圧力を平均静脈圧と推定するものである。このような推定が可能なのは、（１）静脈の血管内外の圧力差が最小になるときに静脈脈波が最大となることから静脈脈波が最大のときのカフによる印加圧力が平均静脈圧と推定できること、（２）静脈血管はコンプライアンスが大きく心臓から遠位になるにつれて静脈の脈波は減衰することから静脈脈波成分が大きくなるほど遠位と近位の脈波の相関が小さくなると考えられること、に基づく。
【００１９】
なお、平均静脈圧より大きな圧力を静脈に加えると、印加圧力の上昇に伴って静脈拍動成分は徐々に小さくなり、静脈が完全に閉塞すると脈波から静脈拍動成分は消失する。平均静脈圧より小さい圧力を静脈に加えた場合にも脈波の静脈拍動成分は減少する。
【００２０】
ここで、四肢静脈血管内腔には逆流防止弁があり、逆流防止弁よりも心臓に近い腋窩部近傍の上腕の静脈では逆流防止弁よりも遠位の静脈より静脈拍動が大きく現れる。従って、逆流防止弁を跨いで第１カフ２０ａおよび第２カフ２０ｂが装着されるとともに、第１カフ２０ａはできるだけ心臓に近い位置に装着されることにより、第１脈波および第２脈波の各静脈成分の差を大きくすることができる。これにより、第１脈波と第２脈波との相関をより精密に計測でき、平均静脈圧の測定精度を向上させることができる。第１カフ２０ａが腋窩部近傍の上腕１０１に装着され、第２カフ２０ｂが上腕１０１の第１カフ２０ａより心臓に対し遠位の部分に装着されることでこのような条件を満たすことができる。
【００２１】
また、第１カフ２０ａと心臓の高さが等しい体位としたときに測定される平均静脈圧は、中心静脈圧と考えることができるため、このような体位とすることで本実施形態に係る静脈圧測定装置により中心静脈圧を測定することができる。
【００２２】
第１圧力制御部３０ａは、第１カフ２０ａを制御し、第１カフ２０ａが装着された部分を所定の圧力に加圧し、また加圧している圧力を変化させる。第１圧力制御部３０ａは、例えば、第１カフ２０ａに空気を送ることで第１カフ２０ａが装着された部分を加圧することができる。
【００２３】
第２圧力制御部３０ｂは、第２カフ２０ｂを制御し、第２カフ２０ｂが装着された部分を所定の圧力で加圧し、また加圧している圧力を変化させることができる。第２圧力制御部３０ｂは、例えば、第２カフ２０ｂに空気を送ることで第２カフ２０ｂが装着された部分を加圧することができる。
【００２４】
第１圧力センサ４０ａは、第１カフ２０ａから第１脈波の伝達を受け、第１脈波を電気信号として圧力波形解析部５０に出力する。第１圧力センサ４０ａが第１カフ２０ａから受ける第１脈波は空気を媒体とした圧力波形であり、第１圧力センサ４０ａは圧力による信号を電気信号に変換する圧電素子とすることができる。
【００２５】
第２圧力センサ４０ｂは、第２カフ２０ｂから第２脈波の伝達を受け、第２脈波を電気信号として圧力波形解析部５０に出力する。第２圧力センサ４０ｂが第２カフ２０ｂから受ける第２脈波は空気を媒体とした圧力波形であり、第２圧力センサ４０ｂは圧力による信号を電気信号に変換する圧電素子とすることができる。
【００２６】
圧力波形解析部５０は、第１圧力センサ４０ａおよび第２圧力センサ４０ｂからそれぞれ第１脈波および第２脈波を受信し、第１圧力制御部３０ａおよび第２圧力制御部３０ｂからそれぞれ上腕部への印加された圧力の値を受信し、第１脈波と第２脈波との相関が最小となるときに第１カフ２０ａにより生体に印加された圧力に基づいて静脈圧を算出する。
【００２７】
圧力波形解析部５０は、第１脈波または第２脈波の波形、各種演算結果を表示部６０に送信する。
【００２８】
表示部６０は、圧力波形解析部５０から受信した各種波形または各種演算結果を表示する。表示部６０は、例えば、液晶ディスプレイにより構成することができる。また、表示部６０は、外部から表示を切替えるための信号を受け付けるタッチパネルであってもよい。
【００２９】
異常通知部（異常通知手段）６５は、圧力波形解析部５０が算出した静脈圧が閾値を超えたかどうかを判定し、閾値を超えた場合はその旨通知する。前記通知は、測定された静脈圧値とともに異常であることを知らせる表示を表示部６０に表示することでユーザに通知してもよく、他の装置に測定された静脈圧値とともに異常であることを知らせる通知を送信することでユーザに通知してもよい。
【００３０】
閾値は、例えば、医師が臨床において異常と判断する場合に用いる一般的な数値とすることができる。
【００３１】
図２は、本実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【００３２】
第１圧力制御部３０ａおよび第２圧力制御部３０ｂは、それぞれ、心臓の近位に装着された第１カフ２０ａにより腋窩部近傍の上腕１０１に印加される圧力（以下、「第１印加圧力」と称する）および遠位に装着された第２カフ２０ｂにより上腕部１０１に印加される圧力（以下、「第２印加圧力」と称する）を０ｍｍＨｇに設定する（Ｓ２００）。
【００３３】
第１圧力制御部３０ａおよび第２圧力制御部３０ｂは、それぞれ、第１印加圧力および第２印加圧力を所定の大きさ増圧する（Ｓ２０１）。ここで、１回の増圧幅である所定の大きさは、例えば１０ｍｍＨｇとすることができる。本実施形態においては、第１印加圧力と第２印加圧力の大きさは同じ値に設定するが、異なる値としてもよい。
【００３４】
第１カフ２０ａおよび第１圧力センサ４０ａは第１脈波を、第２カフ２０ｂおよび第２圧力センサ４０ｂは第２脈波を、それぞれ同時に測定し（Ｓ２０２）、圧力波形解析部５０は第１脈波と第２脈波の相関を計算する（Ｓ２０３）。
【００３５】
図３は、上腕の心臓に対し近位と遠位の脈波、およびこれらの減算波形を示すグラフである。ここで、グラフの横軸は経過時間を示し、縦軸は脈波の振幅を示している。なお、振幅は、各脈波からその中心値（直流的な成分）を減算した値として示している。
【００３６】
図３には、第１印加圧力および第２印加圧力を１０ｍｍＨｇから５０ｍｍＨｇまで変化させたときの第１脈波（近位脈波）と第２脈波（遠位脈波）、および第１脈波から第２脈波に相関する成分を減算した波形が１０ｍｍＨｇごとに示されている。
【００３７】
上腕の心臓に対し近位の部分における第１脈波から上腕の心臓に対し遠位の部分における第２脈波を減算して減算波形を求めることにより第１脈波と第２脈波との相関を計算することができる。減算波形の振幅が大きいと相関が小さく、振幅が小さいと相関が大きい。ここで、図３のグラフは、第１カフ２０ａと第２カフ２０ｂとの間を圧脈波が伝播する時間を考慮し、第１脈波と第２脈波の位相を合わせる位相補正を行っている。具体的には、第１カフ２０ａから第２カフ２０ｂに圧脈波が伝達する時間を４０ｍｓｅｃとし、０．１ｍｓｅｃごとのサンプルデータを４００サンプル分相対的にシフトさせている。なお、第１脈波および第２脈波のピークあるいは微分波形のピークの時間差を測定して該時間差をなくすような位相補正をしてもよい。また、印加圧力を大きくしたときの第１脈波と第２脈波との相関を求め、相関が最大となるシフト量を位相補正時のシフト量としてもよい。
【００３８】
図４は、印加圧力と減算波形の最大振幅との関係を示す図である。
【００３９】
図４によれば、第１印加圧力および第２印加圧力を２０ｍｍＨｇとしたときの減算波形の振幅が最大となっていることから、平均静脈圧を２０ｍｍＨｇと推定することができる。
【００４０】
なお、このようにして推定された平均静脈圧に対し必要に応じて補正をして測定精度を向上させることができるのは勿論である。例えば、予めカフ圧とカテーテルを用いて測定した血圧内圧との関係の一般的なデータを入手しておき、減算波形の振幅が最大となるときの第１印加圧力（カフ圧）との比較により求めた血圧内圧を平均静脈圧とする補正をすることができる。
【００４１】
図５は、第１脈波と第２脈波との関係を示すグラフを第１印加圧力値ごとに示す図である。横軸は第２脈波の振幅を、縦軸は第１脈波の振幅を示している。図５には、第１脈波と第２脈波との相関を示す寄与率Ｒの二乗値Ｒ２を併せて示している。Ｒ２値は第１脈波と第２脈波との相関が大きいほど大きい値を示す。
【００４２】
図５によれば、第１印加圧力が２０ｍｍＨｇのときにＲ２値が最小となっていることから、このときに第１脈波と第２脈波との相関が最も小さいことが明らかである。
【００４３】
静脈圧測定装置１０は、第１脈波と第２脈波との相関を示すＲ２値が所定値以上になるまで（Ｓ２０４、ＮＯ）、第１印加圧力および第２印加圧力の増圧（Ｓ２０１）、第１脈波および第２脈波の測定（Ｓ２０２）、第１脈波と第２脈波の相関の計算（Ｓ２０３）を繰り返す。前記所定値は、例えば、０．９とすることができる。
【００４４】
圧力波形解析部５０は、Ｒ２の値が所定値以上になった場合は（Ｓ２０４、ＹＥＳ）、それまでの測定結果に基づいて、Ｒ２の値が最小となるときの第１印加圧力を求め（Ｓ２０５）、求めた第１印加圧力を平均静脈圧と推定する（Ｓ２０６）。
【００４５】
なお、ステップＳ２０３において計算された第１脈波と第２脈波との相関を示すＲ２値が減少から増加に転じた時点で第１脈波および第２脈波の測定を終了し、その時点でＲ２の値が最小となるときの第１印加圧力を平均静脈圧と推定してもよい。
【００４６】
本実施形態に係る静脈圧測定装置は、心臓に対し近位における脈波と遠位における脈波との相関が最小になるときのカフ圧を平均静脈圧と推定することにより平均静脈圧を測定するものである。これは、心臓に対し遠位における脈波を利用して、近位における脈波から静脈の脈波成分を抽出し、静脈の脈波成分が最大となるときのカフ圧を平均静脈圧と推定することと等価である。
【００４７】
本実施形態に係る静脈圧測定装置は、右心房の収縮拡張に由来する静脈の脈波を利用して静脈圧を推定する。従って、静脈を閉塞することによる鬱血が生じたとしても心臓からの静脈脈波の圧伝播を阻害するものではないので、鬱血の有無が測定上ほとんど問題とならない。
【００４８】
本実施形態に係る静脈圧測定装置によれば、静脈の脈波を抽出しその脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【００４９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る静脈圧測定装置について説明する。なお、第１実施形態と重複する説明は省略する。
【００５０】
本実施形態と第１実施形態とで異なる点は、第１実施形態は心臓に対し近位の脈波である第１脈波と遠位の脈波である第２脈波との相関が最小となるときの印加圧力を平均静脈圧と推定するのに対し、本実施形態は、第１脈波から動脈の脈波成分を減算し減算後の第１脈波の振幅が最大となるときの印加圧力を平均静脈圧と推定する点である。
【００５１】
図６は、本実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【００５２】
ステップＳ６００〜Ｓ６０４においては、第１実施形態と同様に、第１脈波と第２脈波の測定を、両者の相関を示すＲ２値が所定値以上になるまで繰り返す。
【００５３】
圧力波形解析部５０は、Ｒ２値が最大となるときの第１脈波と第２脈波の相関の回帰式の傾きを求める（Ｓ６０５）。
【００５４】
回帰式は、図５において、第１脈波と第２脈波との関係のグラフに測定結果と共に示されている直線が表す式である。図５によれば、Ｒ２値が最大となるのは第１印加圧力が４０ｍｍＨｇのときである。圧力波形解析部５０は、このときの回帰式の傾きＳを計算する。
【００５５】
圧力波形解析部５０は、第１脈波と第２脈波の動脈成分の比が一定であると仮定し、第２脈波に、ステップＳ６０５で計算した回帰式の傾きＳを乗じることにより、第１脈波の動脈脈波成分を求める（Ｓ６０６）。ここで、動脈脈波成分とは、脈波のうち動脈の脈動に起因する部分を言う。
【００５６】
圧力波形解析部５０は、ステップＳ６０６で求めた第１脈波の動脈脈波成分を各第１脈波から減算することにより各第１脈波の静脈脈波成分を抽出する（Ｓ６０７）。ここで、静脈脈波成分とは、脈波のうち静脈の脈動に起因する部分をいう。
【００５７】
圧力波形解析部５０は、ステップＳ６０７で抽出した各第１脈波の静脈脈波成分のうち振幅が最大となるときの第１印加圧力を求め（Ｓ６０８）、求めた第１印加圧力を平均静脈圧と推定する（Ｓ６０９）。
【００５８】
本実施形態に係る静脈圧測定装置によれば、静脈の脈波を抽出しその脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【００５９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る静脈圧測定装置について説明する。
【００６０】
図７は、本実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【００６１】
第２カフ２０ｂおよび第２圧力制御部３０ｂによりオシロメトリック法で動脈血圧が測定された後（Ｓ７００）、第１カフ２０ａにより生体に印加される第１印加圧力と第２カフ２０ｂにより生体に印加される第２印加圧力とは動脈血圧拡張期圧まで増圧される（Ｓ７０１）。その後、第２印加圧力は動脈血圧拡張期圧に保持されたまま、第１カフ２０ａにより印加される第１印加圧力は２ｍｍＨｇ／ｓの速度で連続的に減圧され（Ｓ７０２）、第１脈波と第２脈波とがそれぞれ測定される（Ｓ７０３）。測定は第１印加圧力が５ｍｍＨｇ以下に減圧されるまで継続される（Ｓ７０４、ＮＯ）。
【００６２】
第１印加圧力が５ｍｍＨｇ以下になった場合は（Ｓ７０４、ＹＥＳ）、一連の第１脈波から一連の第２脈波に相関する成分を減算し、第１脈波から静脈の脈波成分が抽出され（Ｓ７０５）、抽出された第１脈波の静脈成分の振幅が最大となるときの第１印加圧力を求め（Ｓ７０６）、求めた第１印加圧力を平均静脈圧と推定する（Ｓ７０７）。
【００６３】
本実施形態においては、第２印加圧力を平均静脈圧より大きい動脈血圧拡張期圧に保持し、第２カフ２０ｂが装着された部分の静脈を圧閉することにより、第２脈波から静脈の脈波成分を除去する。そして、第２脈波から抽出された動脈の脈波成分を第１脈波から減算することで第１脈波から静脈の脈波成分を抽出し、抽出した静脈の脈波成分の振幅が最大となるときの第１印加圧力を平均静脈圧と推定するものである。
【００６４】
本実施形態に係る静脈圧測定装置によれば、静脈の脈波を抽出しその脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【００６５】
（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態に係る静脈圧測定装置１０のブロック図である。図８には、静脈圧測定装置１０とともに生体１００が示され、生体１００の腋窩部に第１カフ２０ａが装着され、指先に光電容積脈波センサ７０が装着された状態が示されている。
【００６６】
本実施形態においては、第１実施形態または第３実施形態における第２カフ２０ｂおよび第２圧力センサ４０ｂの代わりに光電容積脈波センサ７０および光電容積脈波入力回路８０を用いる。すなわち、第１実施形態および第３実施形態における第２脈波を、光電容積脈波センサ７０および光電容積脈波入力回路８０により検出して利用するものである。これ以外の点においては、第１実施形態または第３実施形態と同様であるため重複する説明は省略する。
【００６７】
光電容積脈波センサ７０は、ヘモグロビンにより吸収される波長帯の光を発光する発光素子と、発光素子から発光された光を受光する受光素子とを有し、生体の指先に装着されることで光電容積脈波を検出する素子である。光電容積脈波センサ７０は、第１カフ２０ａより心臓に対し遠位に装着される。これにより、第１脈波より動脈の脈波成分の比率の大きい第２脈波を検出することができる。
【００６８】
光電容積脈波入力回路８０は光電容積脈波センサ７０から光電容積脈波の電気信号を受信し、これを適当な大きさの電圧電気信号に増幅して圧力波形解析部５０に出力する。
【００６９】
本実施形態に係る静脈圧測定装置によれば、第１実施形態および第３実施形態と同様に、静脈の脈波を抽出しその脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【００７０】
（第５実施形態）
図９は、本発明の第５実施形態に係る静脈圧測定装置１０のブロック図である。
【００７１】
図９に示すように、本実施形態に係る静脈圧測定装置１０は、第１カフ２０ａ、第１圧力制御部３０ａ、第１圧力センサ４０ａ、圧力波形解析部５０、表示部６０を有する。すなわち、第１実施形態〜第３実施形態は、カフ、圧力制御部、圧力センサをそれぞれ２つ有するのに対し、本実施形態に係る静脈圧測定装置１０は、それぞれ１つ有する。これ以外の静脈圧測定装置１０の構成は第１実施形態と同一であるため、重複する説明は省略する。
【００７２】
図１０は、本実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【００７３】
第１カフ２０ａおよび第１圧力センサ４０ａで動脈血圧拡張期圧を測定する（Ｓ１０００）。動脈血圧拡張期圧は通常のオシロメトリック法により測定することができる。
【００７４】
次に第１カフ２０ａを腋窩部近傍の上腕に装着して、圧力制御部３０ａにより、第１カフ２０ａが腋窩部近傍の上腕に加える第１印加圧力が０ｍｍＨｇに設定される（Ｓ１００１）。その後、第１カフ２０ａおよび第１圧力センサ４０ａにより第１脈波が測定され、第１印加圧力が所定の増加幅で増圧される（Ｓ１００４）。このように、第１印加圧力を増加させつつ行う第１脈波の測定は、第１印加圧力がステップＳ１０００で測定された動脈血圧拡張期圧に達するまで繰り返される（Ｓ１００４、ＮＯ）。
【００７５】
第１印加圧力が動脈血圧拡張期圧以上となったときは（Ｓ１００４、ＹＥＳ）、測定を終了し、測定された第１脈波の振幅が最大となるときの第１印加圧力を求め（Ｓ１００５）、求めた第１印加圧力を平均静脈圧と推定する（Ｓ１００６）。
【００７６】
本実施形態においては、動脈血圧拡張期圧以下の範囲内でカフ圧力を腋窩部近傍の上腕に印加し、印加したカフ圧を変化させることによりカフで検出される脈波の振幅が最大となるときのカフ圧を求める。すなわち、カフ圧が平均静脈圧に至った際に静脈が圧閉されることによる脈圧の振幅の変化を検出することにより平均静脈圧を推定する。
【００７７】
本実施形態に係る静脈圧測定装置によれば、静脈の脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【００７８】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態に係る静脈圧測定装置について説明する。
【００７９】
本実施形態と第５実施形態とで異なる点は、第５実施形態は第１印加圧力を変化させたときに脈波の振幅が最大になるときの第１印加圧力を平均静脈圧と推定するのに対し、本実施形態は第１印加圧力を最大にしたときに検出される脈波を参照脈波とし参照脈波と脈波との相関が最小となるときの第１印加圧力を平均静脈圧と推定する点で異なる。この点を除き、本実施形態は第５実施形態と同様であるため重複する説明は省略する。
【００８０】
図１１は、本実施形態に係る静脈圧測定装置により平均静脈圧を測定するときのフローチャートを示す図である。
【００８１】
ステップＳ１１００〜Ｓ１１０４においては、第５実施形態のステップＳ１０００〜Ｓ１００４と同様に、動脈血圧拡張期圧以下の範囲内で第１印加圧力を０ｍｍＨｇから所定の増加幅で増圧するとともに第１脈波を測定する。
【００８２】
圧力波形解析部５０は、測定した第１脈波のデータを第１印加圧力とともに保存する。
【００８３】
その後、第１印加圧力を最大値である動脈血圧拡張期圧としたときの第１脈波を参照波形とし（Ｓ１１０５）、参照波形と脈波の相関が最小となるときの第１印加圧力を平均静脈圧と推定する（Ｓ１１０６）。相関は、第１実施形態と同様に求めることができる。
【００８４】
ここで、第１脈波と参照脈波と同期をとるために心電図および光電容積脈波の少なくともいずれかを利用することができる。
【００８５】
本実施形態に係る静脈圧測定装置によれば、静脈の脈波を抽出しその脈波の変化を利用することで、生体が自然な状態における静脈圧の測定を簡易な装置により実現することができる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態に係る静脈圧測定装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００８７】
例えば、第３実施形態以外の実施形態においては印加圧力を０ｍｍＨｇから増圧させて脈波を測定しているが、適当な大きさの圧力から減圧させて脈波を測定してもよい。また、第３実施形態においては、印加圧力を動脈血圧拡張期圧から減圧させて脈波を測定しているが、適当な大きさの圧力から増圧させて脈波を測定してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０ 静脈圧測定装置、
２０ａ 第１カフ、
２０ｂ 第２カフ、
３０ａ 第１圧力制御部、
３０ｂ 第２圧力制御部、
４０ａ 第１圧力センサ、
４０ｂ 第２圧力センサ、
５０ 圧力波形解析部、
６０ 表示部、
６５ 異常通知部、
７０ 光電容積脈波センサ、
８０ 光電容積脈波入力回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の静脈および動脈を有する第１部分に装着する第１のカフと、
前記第１のカフにより前記第１部分に加えられる第１印加圧力を変化させる圧力制御手段と、
前記第１のカフが前記第１部分から受ける圧力から第１脈波を検出する第１脈波検出手段と、
前記生体の前記第１部分と異なる第２部分において少なくとも動脈の脈波を含む第２脈波を検出する第２脈波検出手段と、
前記圧力制御手段により前記第１印加圧力を変化させることで変化する、前記第１脈波検出手段により検出された第１脈波と前記第２脈波検出手段により検出された第２脈波との相関を解析する解析手段と、
前記第１印加圧力と前記解析手段の解析結果とに基づいて静脈圧を算出する静脈圧算出手段と、
を有することを特徴とする静脈圧測定装置。
【請求項２】
前記静脈圧算出手段は、前記解析手段の解析結果が前記相関が最小となったときの前記第１印加圧力に基づいて前記静脈圧を算出することを特徴とする請求項１に記載の静脈圧測定装置。
【請求項３】
前記解析手段は、前記第１脈波から第２脈波と相関する成分を減算することにより静脈脈波成分を得ることを特徴とする請求項１に記載の静脈圧測定装置。
【請求項４】
前記第２脈波に相関する成分は、前記第２脈波の動脈脈波成分と前記第１脈波とから算出された前記第１脈波の動脈脈波成分であることを特徴とする請求項３に記載の静脈圧測定装置。
【請求項５】
前記静脈圧算出手段は、前記静脈脈波成分の振幅が最大となるときの前記第１印加圧力に基づいて前記静脈圧を算出することを特徴とする請求項３または４に記載の静脈圧測定装置。
【請求項６】
前記第１のカフは、頚部または腋窩近傍の上腕に装着することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項７】
前記第２脈波検出手段は、生体の前記第１のカフより心臓に対し遠位の第２部分に装着する第２のカフであり、
前記圧力制御手段は、前記第２のカフにより前記第２部分に加えられる第２印加圧力をさらに制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項８】
前記第１のカフは腋窩近傍の上腕に装着し、前記第２のカフは前記第１のカフが装着される上腕で、前記第１のカフより心臓に対し遠位に装着することを特徴とする請求項７に記載の静脈圧測定装置。
【請求項９】
前記第２脈波検出手段は、光電容積脈波センサであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１０】
前記圧力制御手段は前記第１のカフによる第１印加圧力と前記第２のカフによる第２印加圧力とを同じ圧力に制御することを特徴とする請求項７または８に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１１】
前記圧力制御手段は、前記第２印加圧力を、予め予想した静脈圧以上の圧力に一定に保持することを特徴とする請求項７または８に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１２】
前記第１脈波と前記第２脈波との位相差を小さくする補正をする位相補正手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１３】
前記静脈圧算出手段が算出した前記静脈圧が閾値を超えたかどうかを判定し、前記閾値を超えた場合はその旨通知する異常通知手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１４】
同じ上腕に装着される第１のカフと第２のカフとの間に装着されて動脈圧を測定するための第３のカフをさらに有し、
これら３つのカフは一体構造をなすことを特徴とする請求項７または８に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１５】
前記静脈圧算出手段は、予め実測した静脈圧と前記第１印加圧力との関係を用いて、算出した静脈圧を補正することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１６】
生体の静脈および動脈を有する部分に装着するカフと、
前記カフにより前記部分に加えられる印加圧力を変化させる圧力制御手段と、
前記カフが前記部分から受ける圧力から脈波を検出する脈波検出手段と、
前記圧力制御手段により前記印加圧力を変化させることで変化する前記脈波検出手段により検出された前記脈波と、前記印加圧力と、に基づいて静脈圧を算出する静脈圧算出手段と、
を有することを特徴とする静脈圧測定装置。
【請求項１７】
前記静脈圧算出手段は、前記脈波検出手段により検出された前記脈波の振幅が最大となるときの前記印加圧力に基づいて静脈圧を算出することを特徴とする請求項１６に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１８】
予め予想した静脈圧より大きい基準圧力を前記印加圧力としたときに前記脈波検出手段により検出される参照脈波と前記基準圧力より小さい圧力を前記印加圧力としたときに前記脈波検出手段により検出される脈波との相関を解析する解析手段をさらに備え、前記印加圧力と前記解析手段の解析結果とに基づいて静脈圧を算出することを特徴とする請求項１６に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１９】
前記解析手段は、前記脈波から前記参照脈波と相関する成分を減算することにより前記相関を得ることを特徴とする請求項１８に記載の静脈圧測定装置。
【請求項２０】
前記静脈圧算出手段は、前記相関が最小となるときの前記印加圧力に基づいて前記静脈圧を算出することを特徴とする請求項１８または１９に記載の静脈圧測定装置。
【請求項２１】
前記圧力制御手段が前記印加圧力を変化させたとき、前記脈波検出手段が検出する前記脈波と前記参照脈波との同期をとるために心電図および光電容積脈波の少なくともいずれかを利用することを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項２２】
前記静脈圧算出手段は、予め実測した静脈圧と前記印加圧力との関係を用いて、算出した静脈圧を補正することを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１】
生体の静脈および動脈を有する第１部分に装着する第１のカフと、
前記第１のカフにより前記第１部分に加えられる第１印加圧力を変化させる圧力制御手段と、
前記第１のカフが前記第１部分から受ける圧力から第１脈波を検出する第１脈波検出手段と、
前記生体の前記第１部分と異なる第２部分において少なくとも動脈の脈波を含む第２脈波を検出する第２脈波検出手段と、
前記圧力制御手段により前記第１印加圧力を変化させることで変化する、前記第１脈波検出手段により検出された第１脈波と前記第２脈波検出手段により検出された第２脈波との相関を解析する解析手段と、
前記第１印加圧力と前記解析手段の解析結果とに基づいて静脈圧を算出する静脈圧算出手段と、
を有することを特徴とする静脈圧測定装置。
【請求項２】
前記静脈圧算出手段は、前記解析手段の解析結果が前記相関が最小となったときの前記第１印加圧力に基づいて前記静脈圧を算出することを特徴とする請求項１に記載の静脈圧測定装置。
【請求項３】
前記解析手段は、前記第１脈波から第２脈波と相関する成分を減算することにより静脈脈波成分を得ることを特徴とする請求項１に記載の静脈圧測定装置。
【請求項４】
前記第２脈波に相関する成分は、前記第２脈波の動脈脈波成分と前記第１脈波とから算出された前記第１脈波の動脈脈波成分であることを特徴とする請求項３に記載の静脈圧測定装置。
【請求項５】
前記静脈圧算出手段は、前記静脈脈波成分の振幅が最大となるときの前記第１印加圧力に基づいて前記静脈圧を算出することを特徴とする請求項３または４に記載の静脈圧測定装置。
【請求項６】
前記第１のカフは、頚部または腋窩近傍の上腕に装着することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項７】
前記第２脈波検出手段は、生体の前記第１のカフより心臓に対し遠位の第２部分に装着する第２のカフであり、
前記圧力制御手段は、前記第２のカフにより前記第２部分に加えられる第２印加圧力をさらに制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項８】
前記第１のカフは腋窩近傍の上腕に装着し、前記第２のカフは前記第１のカフが装着される上腕で、前記第１のカフより心臓に対し遠位に装着することを特徴とする請求項７に記載の静脈圧測定装置。
【請求項９】
前記第２脈波検出手段は、光電容積脈波センサであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１０】
前記圧力制御手段は前記第１のカフによる第１印加圧力と前記第２のカフによる第２印加圧力とを同じ圧力に制御することを特徴とする請求項７または８に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１１】
前記圧力制御手段は、前記第２印加圧力を、予め予想した静脈圧以上の圧力に一定に保持することを特徴とする請求項７または８に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１２】
前記第１脈波と前記第２脈波との位相差を小さくする補正をする位相補正手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１３】
前記静脈圧算出手段が算出した前記静脈圧が閾値を超えたかどうかを判定し、前記閾値を超えた場合はその旨通知する異常通知手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１４】
同じ上腕に装着される第１のカフと第２のカフとの間に装着されて動脈圧を測定するための第３のカフをさらに有し、
これら３つのカフは一体構造をなすことを特徴とする請求項７または８に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１５】
前記静脈圧算出手段は、予め実測した静脈圧と前記第１印加圧力との関係を用いて、算出した静脈圧を補正することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１６】
生体の静脈および動脈を有する部分に装着するカフと、
前記カフにより前記部分に加えられる印加圧力を変化させる圧力制御手段と、
前記カフが前記部分から受ける圧力から脈波を検出する脈波検出手段と、
前記圧力制御手段により前記印加圧力を変化させることで変化する前記脈波検出手段により検出された前記脈波と、前記印加圧力と、に基づいて静脈圧を算出する静脈圧算出手段と、
を有することを特徴とする静脈圧測定装置。
【請求項１７】
前記静脈圧算出手段は、前記脈波検出手段により検出された前記脈波の振幅が最大となるときの前記印加圧力に基づいて静脈圧を算出することを特徴とする請求項１６に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１８】
予め予想した静脈圧より大きい基準圧力を前記印加圧力としたときに前記脈波検出手段により検出される参照脈波と前記基準圧力より小さい圧力を前記印加圧力としたときに前記脈波検出手段により検出される脈波との相関を解析する解析手段をさらに備え、前記印加圧力と前記解析手段の解析結果とに基づいて静脈圧を算出することを特徴とする請求項１６に記載の静脈圧測定装置。
【請求項１９】
前記解析手段は、前記脈波から前記参照脈波と相関する成分を減算することにより前記相関を得ることを特徴とする請求項１８に記載の静脈圧測定装置。
【請求項２０】
前記静脈圧算出手段は、前記相関が最小となるときの前記印加圧力に基づいて前記静脈圧を算出することを特徴とする請求項１８または１９に記載の静脈圧測定装置。
【請求項２１】
前記圧力制御手段が前記印加圧力を変化させたとき、前記脈波検出手段が検出する前記脈波と前記参照脈波との同期をとるために心電図および光電容積脈波の少なくともいずれかを利用することを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【請求項２２】
前記静脈圧算出手段は、予め実測した静脈圧と前記印加圧力との関係を用いて、算出した静脈圧を補正することを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の静脈圧測定装置。
【図１】
【図２】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０５８２２（Ｐ２０１２−２０５８２２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７４８３９（Ｐ２０１１−７４８３９）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００２３０９６２）日本光電工業株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００２３０９６２）日本光電工業株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
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