JP7732291B2 - Biological information measuring device and biological information measuring program - Google Patents
Biological information measuring device and biological information measuring programInfo
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Description
本発明は、生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラムに関する。 The present invention relates to a biological information measurement device and a biological information measurement program.
特許文献1には、呼吸の停止期間を規定する規定時間に達した場合、呼吸停止中の被測定者に呼吸を再開するよう再開通知を通知する通知手段と、前記被測定者の呼吸の再開によって前記被測定者の体内に取り込まれた酸素が予め定められた部位に達するまでの時間を表す酸素循環時間を測定する測定手段と、を備えた生体情報測定装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a biological information measuring device equipped with a notification means that sends a notification to a subject who has stopped breathing to restart breathing when a specified time that defines the period of breathing has been reached, and a measurement means that measures the oxygen circulation time, which indicates the time it takes for oxygen taken into the subject's body upon the resumption of breathing to reach a predetermined site.
これまで生体情報測定装置を用いて酸素循環時間を複数回測定する場合、予め定めた測定時間が終了するまで血中の酸素飽和度の変化を測定してから、次の測定を行っていた。したがって、酸素循環時間を3回測定するためには、[1回の酸素循環時間の測定に要する時間×3]の時間が必要であった。 Until now, when measuring oxygen circulation time multiple times using a bioinformation measurement device, changes in blood oxygen saturation were measured until a predetermined measurement time had elapsed before the next measurement was performed. Therefore, to measure oxygen circulation time three times, the time required to measure oxygen circulation time once multiplied by 3 was required.
本開示の技術は、酸素循環時間を複数回測定する場合において、予め定めた酸素循環時間の測定時間が終了してから、次の酸素循環時間の測定を開始する場合と比較して、酸素循環時間を複数回測定するのに要する時間を短縮することができる生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラムを提供することを目的とする。 The technology disclosed herein aims to provide a biological information measurement device and a biological information measurement program that, when measuring oxygen circulation time multiple times, can shorten the time required to measure oxygen circulation time multiple times compared to starting the next measurement of oxygen circulation time after the end of a predetermined measurement period of oxygen circulation time.
第1態様に係る生体情報測定装置は、プロセッサを備え、前記プロセッサは、予め定めた複数回の酸素循環時間の測定を行う場合、直前の測定回における予め定めた酸素循環時間の測定期間が終了する前に、酸素循環時間の被測定者に対して、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うための準備行動である呼吸の停止を行うように通知する。 The biological information measurement device according to the first aspect includes a processor, and when measuring oxygen circulation time a predetermined number of times, the processor notifies the subject of oxygen circulation time measurement to stop breathing, a preparatory action for measuring oxygen circulation time in the next measurement, before the end of the measurement period of the predetermined oxygen circulation time in the previous measurement.
第2態様に係る生体情報測定装置は、第1態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、呼吸を停止していた前記被測定者に呼吸の再開を指示してから、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うために呼吸を再度停止するよう指示するまでの期間である呼吸調整時間を、前記被測定者における酸素循環時間の測定状況に応じて変動させる。 The biological information measuring device according to the second aspect is the biological information measuring device according to the first aspect, in which the processor varies the breathing adjustment time, which is the period from when the subject is instructed to resume breathing after stopping breathing until when the subject is instructed to stop breathing again in order to measure the oxygen circulation time in the next measurement, depending on the measurement status of the oxygen circulation time of the subject.
第3態様に係る生体情報測定装置は、第2態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記被測定者における酸素循環時間の測定回が最終の測定回に近づくほど、前記呼吸調整時間が長くなるように前記呼吸調整時間を制御する。 A biological information measuring device according to a third aspect is the biological information measuring device according to the second aspect, wherein the processor controls the breathing adjustment time so that the breathing adjustment time becomes longer as the measurement of the oxygen circulation time of the subject approaches the final measurement.
第4態様に係る生体情報測定装置は、第2態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、呼吸を停止していた前記被測定者に呼吸の再開を指示してから、前記被測定者の呼吸の再開に伴い、前記被測定者の血中の酸素飽和度が減少から増加に転じる変曲点が検出されるまでの期間を前記呼吸調整時間とする制御を行う。 In the fourth aspect of the biological information measuring device, in the second aspect, the processor controls the breathing adjustment time to be the period from when the subject, who has stopped breathing, is instructed to resume breathing until an inflection point is detected at which the subject's blood oxygen saturation changes from decreasing to increasing as the subject resumes breathing.
第5態様に係る生体情報測定装置は、第4態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記被測定者に対する最終の酸素循環時間の測定回では、前記変曲点が検出されるまで酸素循環時間の測定を終了しないように制御する。 A biological information measuring device according to a fifth aspect is the biological information measuring device according to the fourth aspect, wherein the processor controls the final oxygen circulation time measurement for the subject so that the measurement of the oxygen circulation time is not terminated until the inflection point is detected.
第6態様に係る生体情報測定装置は、第1態様~第5態様の何れかの態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記被測定者における酸素循環時間の測定回が最終の測定回に近づくほど、前記被測定者に呼吸を停止するように指示してから呼吸の再開を指示するまでの期間である呼吸停止時間を短くするように前記呼吸停止時間を制御する。 In a sixth aspect of the biological information measuring device, in the biological information measuring device according to any one of the first to fifth aspects, the processor controls the breathing hold time, which is the period from when the subject is instructed to stop breathing until when the subject is instructed to resume breathing, to shorten the breathing hold time as the measurement of the subject's oxygen circulation time approaches the final measurement.
第7態様に係る生体情報測定装置は、第1態様~第5態様の何れかの態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記被測定者の血中の酸素飽和度の最低値と、酸素循環時間の測定に必要となる酸素飽和度の最低値を規定した予め定めた酸素飽和度の基準値と、の差分に応じて、前記被測定者に呼吸を停止するように指示してから呼吸の再開を指示するまでの期間である呼吸停止時間を変動させる。 A seventh aspect of the biological information measuring device is a biological information measuring device according to any one of the first to fifth aspects, in which the processor varies the breath-hold time, which is the period from when the subject is instructed to stop breathing to when the subject is instructed to resume breathing, depending on the difference between the lowest oxygen saturation value in the subject's blood and a predetermined oxygen saturation reference value that defines the lowest oxygen saturation value required for measuring oxygen circulation time.
第8態様に係る生体情報測定装置は、第7態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記最低値が前記基準値以下である場合、前記差分が大きくなるほど前記呼吸停止時間を短くし、前記最低値が前記基準値を超える場合、前記差分が大きくなるほど前記呼吸停止時間を長くする。 The biological information measuring device according to the eighth aspect is the biological information measuring device according to the seventh aspect, wherein the processor shortens the breath-hold time as the difference increases when the minimum value is equal to or less than the reference value, and lengthens the breath-hold time as the difference increases when the minimum value exceeds the reference value.
第9態様に係る生体情報測定プログラムは、コンピュータに、予め定めた複数回の酸素循環時間の測定を行う場合、直前の測定回における予め定めた酸素循環時間の測定期間が終了する前に、酸素循環時間の被測定者に対して、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うための準備行動である呼吸の停止を行うように通知する処理を実行させるためのプログラムである。 The biological information measurement program according to the ninth aspect is a program for causing a computer to execute a process for notifying a subject whose oxygen circulation time is being measured to stop breathing, a preparatory action for measuring oxygen circulation time in the next measurement, before the end of the measurement period of the oxygen circulation time in the previous measurement, when the oxygen circulation time is measured a predetermined number of times.
第1態様、及び第9態様によれば、酸素循環時間を複数回測定する場合において、予め定めた酸素循環時間の測定時間が終了してから、次の酸素循環時間の測定を開始する場合と比較して、酸素循環時間を複数回測定するのに要する時間を短縮することができる、という効果を有する。 The first and ninth aspects have the advantage that, when measuring the oxygen circulation time multiple times, the time required to measure the oxygen circulation time multiple times can be shortened compared to when the next measurement of the oxygen circulation time is started after the end of a predetermined measurement period of the oxygen circulation time.
第2態様によれば、各々の測定回において共通の呼吸調整時間を用いる場合と比較して、酸素循環時間を複数回測定するのに要する時間を短縮することができる、という効果を有する。 The second aspect has the advantage of being able to shorten the time required to measure oxygen circulation time multiple times, compared to when a common breathing adjustment time is used for each measurement.
第3態様によれば、酸素循環時間の測定に係る被測定者の負担を軽減することができる、という効果を有する。 The third aspect has the effect of reducing the burden on the subject involved in measuring oxygen circulation time.
第4態様によれば、被測定者の酸素飽和度の変化状態とは無関係に設定された呼吸調整時間を用いて酸素循環時間を測定する場合と比較して、被測定者の酸素飽和度の変化特性に応じた呼吸調整時間を被測定者毎に設定することができる、という効果を有する。 The fourth aspect has the advantage that, compared to measuring oxygen circulation time using a breathing adjustment time that is set regardless of the change in the subject's oxygen saturation, a breathing adjustment time can be set for each subject according to the change characteristics of the subject's oxygen saturation.
第5態様によれば、予め定められた酸素飽和度の経過観察時間の終了に伴い酸素飽和度の測定を終了する場合と比較して、最終の酸素循環時間の測定回における測定精度を高めることができる、という効果を有する。 The fifth aspect has the advantage of being able to improve measurement accuracy in the final oxygen circulation time measurement, compared to when oxygen saturation measurement is terminated upon the end of a predetermined oxygen saturation observation period.
第6態様によれば、各々の測定回において共通の呼吸停止時間を用いる場合と比較して、酸素循環時間の測定に係る被測定者の負担を軽減することができる、という効果を有する。 The sixth aspect has the advantage of reducing the burden on the subject associated with measuring oxygen circulation time compared to when a common breath-holding period is used for each measurement.
第7態様によれば、呼吸停止時間を変動させられる、という効果を有する。 The seventh aspect has the advantage of being able to vary the breath-holding time.
第8態様によれば、呼吸停止時間を予め設定しておく場合と比較して、被測定者の負担を軽減させながら酸素循環時間の測定精度を高めることができる、という効果を有する。 The eighth aspect has the advantage of improving the accuracy of measuring oxygen circulation time while reducing the burden on the subject, compared to when the breath-holding time is set in advance.
以下、本実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素及び同じ処理には全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を省略する。 This embodiment will now be described with reference to the drawings. Note that the same components and processes will be assigned the same reference numerals throughout the drawings, and duplicate explanations will be omitted.
<第1実施形態>
生体情報測定装置10は生体8に関する情報(生体情報)のうち、特に循環器系に関する生体情報を測定する装置である。循環器系とは、例えば血液のような体液を体内で循環させながら輸送するための器官群を総称するものである。
First Embodiment
The biological information measuring device 10 is a device that measures biological information, particularly biological information related to the circulatory system, among information (biological information) related to a living body 8. The circulatory system is a general term for a group of organs that circulate and transport body fluids, such as blood, within the body.
循環器系に関する生体情報には複数の指標が存在するが、血液を血管に送り出す心臓の状態を示す指標の1つとして、例えば心臓から拍出される血液量を表す心拍出量(CO:Cardiac Output)が挙げられる。 There are multiple indicators of biological information related to the circulatory system, but one indicator that shows the condition of the heart, which pumps blood into the blood vessels, is cardiac output (CO), which represents the amount of blood pumped from the heart.
心拍出量が基準値より低下すると例えば左心不全の疑いがあり、心拍出量が基準値より増加すると例えば右心不全の疑いがあることが知られているなど、心拍出量は様々な心臓疾患の検査、又は投薬効果の確認に利用されている。 It is known that if cardiac output drops below the reference value, there is a suspicion of left heart failure, and if cardiac output increases above the reference value, there is a suspicion of right heart failure. Cardiac output is used to test for various heart diseases or to confirm the effectiveness of medication.
心拍出量の測定方法には、例えば心拍出量の測定対象者である被測定者の肺動脈に、先端にバルーンが付いたカテーテルを挿入し、バルーンを膨張及び収縮させながら血中の酸素飽和度を測定し、測定した酸素飽和度から心拍出量を算出する方法が用いられる。ここで血中の酸素飽和度とは、血中の酸素濃度を示す指標の一例であり、血液中のヘモグロビンがどの程度酸素と結合しているかを示す指標であり、血中の酸素飽和度が低下するにつれて、例えば貧血等の症状が発生しやすくなることを示すものである。血中の酸素飽和度も心拍出量と同じく生体情報の一例であり、被測定者が酸素を体内に取り込む力を示す指標として用いられる。以降では、血中の酸素飽和度を単に「酸素飽和度」ということにする。 One method for measuring cardiac output is to insert a catheter with a balloon at its tip into the pulmonary artery of the subject whose cardiac output is being measured, measure blood oxygen saturation while inflating and deflating the balloon, and calculate cardiac output from the measured oxygen saturation. Blood oxygen saturation is an example of an index of blood oxygen concentration, and is an index of the degree to which hemoglobin in the blood is bound to oxygen. A decrease in blood oxygen saturation indicates a greater likelihood of developing symptoms such as anemia. Like cardiac output, blood oxygen saturation is also an example of biometric information, and is used as an index of the subject's ability to take in oxygen. Hereinafter, blood oxygen saturation will be simply referred to as "oxygen saturation."
カテーテルを用いた酸素飽和度及び心拍出量の測定では、被測定者の血管にカテーテルを挿入する必要があるため外科的処置が必要となり、他の測定方法に比べて被測定者における侵襲性が高くなる。 Measuring oxygen saturation and cardiac output using a catheter requires the catheter to be inserted into the subject's blood vessels, which requires surgical procedures and is more invasive for the subject than other measurement methods.
したがって、カテーテルを用いた測定方法よりも被測定者の負担が少なくなるように、被測定者の脈波から酸素飽和度及び心拍出量を測定する方法が用いられる。なお、脈波とは、心臓による血液の送り出しに伴う血管の拍動変化を示す指標である。 Therefore, a method of measuring oxygen saturation and cardiac output from the subject's pulse wave is used, which places less strain on the subject than catheter-based measurement methods. Note that the pulse wave is an indicator of changes in the pulsation of blood vessels as the heart pumps blood.
まず、図1を参照して、生体情報のうち、酸素飽和度の測定方法について説明する。 First, referring to Figure 1, we will explain how to measure oxygen saturation, one of the vital signs.
図1に示すように、酸素飽和度は、被測定者の体(生体8)に向けて発光素子1から光を照射し、受光素子3で受光した、被測定者の体内に張り巡らされている動脈4、静脈5、及び毛細血管6等で反射又は透過した光の強さ、すなわち反射光又は透過光の受光量を用いて測定される。 As shown in Figure 1, oxygen saturation is measured by irradiating light from a light-emitting element 1 onto the subject's body (living body 8), receiving the light from a light-receiving element 3, and measuring the intensity of the light reflected or transmitted by arteries 4, veins 5, capillaries 6, and other vessels throughout the subject's body, i.e., the amount of reflected or transmitted light received.
図2は、例えば生体8に吸収される光量の変化量を示す概念図である。図2に示すように、生体8における吸光量は、時間の経過と共に変動する傾向が見られる。 Figure 2 is a conceptual diagram showing, for example, the change in the amount of light absorbed by a living organism 8. As shown in Figure 2, the amount of light absorbed by the living organism 8 tends to fluctuate over time.
更に、生体8における吸光量の変動に関する内訳について見てみると、主に動脈4によって吸光量が変動し、静脈5及び静止組織を含むその他の組織では、動脈4に比べて吸光量が変動しないとみなせる程度の変動量であることが知られている。これは、心臓から拍出された動脈血は脈波を伴って血管内を移動するため、動脈4が動脈4の断面方向に沿って経時的に伸縮し、動脈4の厚みが変化するためである。なお、図2において、矢印94で示される範囲が、動脈4の厚みの変化に対応した吸光量の変動量を示す。 Furthermore, when examining the breakdown of variations in light absorption in the living body 8, it is known that the amount of light absorption varies mainly due to the arteries 4, while the amount of variation in the veins 5 and other tissues, including stationary tissue, is such that the amount of light absorption can be considered to be unchanged compared to the arteries 4. This is because arterial blood pumped from the heart moves within the blood vessels accompanied by a pulse wave, causing the arteries 4 to expand and contract over time along the cross-sectional direction of the arteries 4, changing the thickness of the arteries 4. Note that in Figure 2, the range indicated by arrow 94 indicates the amount of variation in light absorption corresponding to changes in the thickness of the arteries 4.
図2において、時刻taにおける受光量をIa、時刻tbにおける受光量をIbとすれば、動脈4の厚みの変化による光の吸光量の変化量ΔAは、(1)式で表される。 In FIG. 2, if the amount of light received at time t a is I a and the amount of light received at time t b is I b , the amount of change ΔA in the amount of light absorbed due to a change in the thickness of the artery 4 is expressed by equation (1).
(数1) (Number 1)
ΔA=ln(Ib/Ia)・・・(1) ΔA=ln(I b /I a )...(1)
これに対して、図3は、動脈4を流れる酸素と結合したヘモグロビン(酸化ヘモグロビン)及び酸素と結合していないヘモグロビン(還元ヘモグロビン)の各波長に対する光の吸光量の一例を示す図である。図3において、吸光量曲線96が酸化ヘモグロビンにおける光の吸光量を表し、吸光量曲線97が還元ヘモグロビンにおける光の吸光量を表す。 In contrast, Figure 3 is a diagram showing an example of the light absorption at each wavelength of hemoglobin bound to oxygen (oxyhemoglobin) and hemoglobin not bound to oxygen (reduced hemoglobin) flowing through artery 4. In Figure 3, light absorption curve 96 represents the light absorption by oxygenated hemoglobin, and light absorption curve 97 represents the light absorption by reduced hemoglobin.
図3に示すように、酸化ヘモグロビンは還元ヘモグロビンと比較して、約850nm近辺の波長を有する赤外線(infrared:IR)領域99の光を吸収しやすく、還元ヘモグロビンは酸化ヘモグロビンと比較して、特に約660nm近辺の波長を有する赤色領域98の光を吸収しやすいことが知られている。 As shown in Figure 3, it is known that oxygenated hemoglobin is more likely than reduced hemoglobin to absorb light in the infrared (IR) region 99, which has a wavelength around 850 nm, and that reduced hemoglobin is more likely than oxygenated hemoglobin to absorb light in the red region 98, which has a wavelength around 660 nm.
更に、酸素飽和度は、異なる波長における吸光量の変化量ΔAの比率と比例関係があることが知られている。 Furthermore, it is known that oxygen saturation is proportional to the ratio of the change in absorbance ΔA at different wavelengths.
したがって、他の波長の組み合わせに比べて、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとで吸光量の差が現われやすい赤外光(IR光)と赤色光を用いて、IR光を生体8に照射した場合の吸光量の変化量ΔAIRと、赤色光を生体8に照射した場合の吸光量の変化量ΔARedとの比率をそれぞれ算出することで、(2)式によって酸素飽和度Sが算出される。なお、(2)においてkは比例定数である。 Therefore, by using infrared light (IR light) and red light, which are more likely to cause a difference in light absorption between oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin than other wavelength combinations, and calculating the ratio between the change in light absorption ΔA IR when IR light is irradiated onto the living body 8 and the change in light absorption ΔA Red when red light is irradiated onto the living body 8, the oxygen saturation level S can be calculated using equation (2). Note that in (2), k is a proportionality constant.
(数2) (Number 2)
S=k(ΔARed/ΔAIR)・・・(2) S=k(ΔA Red /ΔA IR )...(2)
すなわち、酸素飽和度を算出する場合、それぞれ異なる波長の光を照射する複数の発光素子1を生体8に照射する。具体的には、IR光を照射する発光素子1と赤色光を照射する発光素子1を生体8に用いる。この場合、IR光を照射する発光素子1と赤色光を照射する発光素子1との発光期間は重複してもよいが、望ましくは発光期間が重複しないよう発光させる。そして、各々の発光素子1による反射光又は透過光を受光素子3で受光して、各受光時における受光量から(1)式及び(2)式、又は、これらの式を変形して得られる公知の式を算出することで、酸素飽和度が測定される。 That is, when calculating oxygen saturation, multiple light-emitting elements 1, each emitting light of a different wavelength, are irradiated onto the living body 8. Specifically, light-emitting elements 1 that emit IR light and light-emitting elements 1 that emit red light are used on the living body 8. In this case, the light-emitting elements 1 that emit IR light and the light-emitting elements 1 that emit red light may have overlapping light-emitting periods, but it is preferable that the light-emitting elements 1 do not overlap. The light reflected or transmitted by each light-emitting element 1 is then received by the light-receiving element 3, and oxygen saturation is measured by calculating equations (1) and (2), or known equations obtained by modifying these equations, from the amount of light received at each time.
上記(1)式を変形して得られる公知の式として、例えば(1)式を展開して、光の吸光量の変化量ΔAを(3)式のように表してもよい。 As a known formula obtained by transforming the above formula (1), for example, formula (1) can be expanded to express the change in light absorption amount ΔA as formula (3).
(数3) (Number 3)
ΔA=lnIb-lnIa・・・(3) ΔA=lnI b -lnI a ...(3)
また、(1)式は(4)式のように変形することができる。 Furthermore, equation (1) can be transformed into equation (4).
(数4) (Number 4)
ΔA=ln(Ib/Ia)=ln(1+(Ib-Ia)/Ia) ・・・(4) ΔA=ln(I b /I a )=ln(1+(I b -I a )/I a ) ...(4)
通常、(Ib-Ia)≪Iaであることから、ln(Ib/Ia)≒(Ib-Ia)/Iaが成り立つため、(1)式の代わりに、光の吸光量の変化量ΔAとして(5)式を用いてもよい。 Normally, since (I b - I a ) << I a , ln(I b / I a ) ≒ (I b - I a ) / I a holds, so instead of equation (1), equation (5) can be used to represent the change ΔA in the amount of light absorption.
(数5) (Number 5)
ΔA≒(Ib-Ia)/Ia ・・・(5) ΔA≒(I b - I a )/I a ...(5)
以降では、IR光を照射する発光素子1と赤色光を照射する発光素子1とを区別して説明する必要がある場合、IR光を照射する発光素子1を「発光素子1A」といい、赤色光を照射する発光素子1を「発光素子1B」ということにする。 Hereinafter, when it is necessary to distinguish between the light-emitting element 1 that emits IR light and the light-emitting element 1 that emits red light, the light-emitting element 1 that emits IR light will be referred to as "light-emitting element 1A," and the light-emitting element 1 that emits red light will be referred to as "light-emitting element 1B."
こうした方法によれば、発光素子1及び受光素子3を被測定者の体表に近づけることで酸素飽和度が測定されるため、血管にカテーテルを挿入して酸素飽和度を測定するよりも被測定者の負担が少なくなる。 With this method, oxygen saturation is measured by bringing the light-emitting element 1 and light-receiving element 3 close to the subject's body surface, which places less strain on the subject than measuring oxygen saturation by inserting a catheter into a blood vessel.
被測定者の心拍出量は、測定された酸素飽和度を用いて算出されるが、算出方法の詳細については後ほど説明する。 The subject's cardiac output is calculated using the measured oxygen saturation; details of this calculation method will be explained later.
図4は、生体情報測定装置10の構成例を示す図である。図4に示すように、生体情報測定装置10は、光電センサ11、脈波処理部12、酸素飽和度測定部13、酸素循環時間測定部14、心拍出量測定部15、タイマ部16、及び通知部17を含む。 Figure 4 is a diagram showing an example configuration of the biological information measuring device 10. As shown in Figure 4, the biological information measuring device 10 includes a photoelectric sensor 11, a pulse wave processing unit 12, an oxygen saturation measurement unit 13, an oxygen circulation time measurement unit 14, a cardiac output measurement unit 15, a timer unit 16, and a notification unit 17.
光電センサ11は、約850nmの波長を中心波長とするIR光を照射する発光素子1A、約660nmの波長を中心波長とする赤色光を照射する発光素子1B、及びIR光及び赤色光を受光する受光素子3を備える。 The photoelectric sensor 11 includes a light-emitting element 1A that emits IR light with a central wavelength of approximately 850 nm, a light-emitting element 1B that emits red light with a central wavelength of approximately 660 nm, and a light-receiving element 3 that receives the IR light and red light.
図5に光電センサ11における発光素子1A、発光素子1B、及び受光素子3の配置例を示す。図5に示すように、発光素子1A、発光素子1B、及び受光素子3は、生体8の一方の面に向かって並べて配置される。この場合、受光素子3は、生体8の毛細血管6等で反射されたIR光及び赤色光を受光する。 Figure 5 shows an example of the arrangement of light-emitting element 1A, light-emitting element 1B, and light-receiving element 3 in photoelectric sensor 11. As shown in Figure 5, light-emitting element 1A, light-emitting element 1B, and light-receiving element 3 are arranged side by side facing one side of living body 8. In this case, light-receiving element 3 receives IR light and red light reflected by capillaries 6, etc., of living body 8.
しかしながら、発光素子1A、発光素子1B、及び受光素子3の配置は、図5の配置例に限定されない。例えば、図6に示すように、発光素子1A及び発光素子1Bと、受光素子3とをそれぞれ生体8を挟んで対向する位置に配置するようにしてもよい。この場合、受光素子3は、生体8を透過したIR光及び赤色光を受光する。 However, the arrangement of the light-emitting element 1A, the light-emitting element 1B, and the light-receiving element 3 is not limited to the example arrangement shown in Figure 5. For example, as shown in Figure 6, the light-emitting element 1A and the light-emitting element 1B may be arranged opposite the light-receiving element 3, with the living body 8 in between. In this case, the light-receiving element 3 receives IR light and red light that has passed through the living body 8.
ここでは一例として、発光素子1A及び発光素子1Bは、例えばVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)のような面発光レーザ素子として説明するが、これに限らず、端面発光レーザ素子であってもよい。また、発光素子1A及び発光素子1BはLED(Light Emitting Diode)であってもよい。 Here, as an example, light-emitting elements 1A and 1B are described as surface-emitting laser elements such as VCSELs (Vertical Cavity Surface Emitting Lasers), but they are not limited to this and may also be edge-emitting laser elements. Light-emitting elements 1A and 1B may also be LEDs (Light Emitting Diodes).
光電センサ11には、被測定者の体の部位に光電センサ11を取り付けるための図示しないクリップが備えられており、IR光及び赤色光が光電センサ11から外部に漏れないように、光電センサ11は図示しないクリップによって被測定者の体表に接触するように取り付けられる。被測定者の生体8で反射又は透過したIR光及び赤色光を受光素子3によってできるだけ正確に受光するためには、光電センサ11を被測定者の体表に接触するように配置することが好ましいが、被測定者の生体8で反射したIR光及び赤色光、又は被測定者の生体8を透過したIR光及び赤色光が受光素子3で受光される範囲内で、光電センサ11を体表から離した位置に取り付けてもよい。 The photoelectric sensor 11 is equipped with a clip (not shown) for attaching the photoelectric sensor 11 to a part of the subject's body. The photoelectric sensor 11 is attached so that it contacts the subject's body surface with the clip (not shown) to prevent IR light and red light from leaking outside. In order to receive the IR light and red light reflected by or transmitted through the subject's living body 8 as accurately as possible using the light-receiving element 3, it is preferable to position the photoelectric sensor 11 so that it contacts the subject's body surface. However, the photoelectric sensor 11 may also be attached at a distance from the body surface as long as the IR light and red light reflected by or transmitted through the subject's living body 8 is received by the light-receiving element 3.
光電センサ11は、受光素子3で受光したIR光及び赤色光のそれぞれの受光量を例えば電圧値に変換して脈波処理部12に通知する。 The photoelectric sensor 11 converts the amount of IR light and red light received by the light receiving element 3 into, for example, a voltage value and notifies the pulse wave processing unit 12.
発光素子1A及び発光素子1Bからは予め定めた光量が照射されているため、光電センサ11で受光したIR光及び赤色光のそれぞれの受光量から、生体8におけるIR光及び赤色光の吸光量が得られる。 Since a predetermined amount of light is emitted from light-emitting element 1A and light-emitting element 1B, the amount of IR light and red light absorbed by living body 8 can be obtained from the amount of IR light and red light received by photoelectric sensor 11, respectively.
したがって、脈波処理部12は、光電センサ11から受け付けたIR光及び赤色光のそれぞれの受光量を用いて、IR光から得られた被測定者の脈波を表す脈波信号と、赤外光から得られた被測定者の脈波を表す脈波信号をそれぞれ生成する。脈波処理部12は、受け付けたIR光及び赤色光のそれぞれの受光量に対応する電圧値が、脈波信号の生成に適した予め定めた範囲に含まれるように電圧値を増幅する。そして、脈波処理部12は、公知のフィルタ等を用いてノイズ成分を除去したそれぞれの脈波信号を生成する。脈波処理部12は生成したそれぞれの脈波信号を、酸素飽和度測定部13に通知する。 The pulse wave processing unit 12 therefore uses the respective amounts of IR light and red light received from the photoelectric sensor 11 to generate a pulse wave signal representing the subject's pulse wave obtained from IR light, and a pulse wave signal representing the subject's pulse wave obtained from infrared light. The pulse wave processing unit 12 amplifies the voltage values corresponding to the respective amounts of received IR light and red light so that they fall within a predetermined range suitable for generating pulse wave signals. The pulse wave processing unit 12 then generates each pulse wave signal from which noise components have been removed using a known filter or the like. The pulse wave processing unit 12 notifies the oxygen saturation measurement unit 13 of the generated pulse wave signals.
酸素飽和度測定部13は、脈波処理部12から脈波信号を受け付けると、受け付けた脈波信号から被測定者の酸素飽和度を測定する。具体的には、酸素飽和度測定部13は脈波信号を用いて、動脈4の厚みの変化によるIR光の吸光量の変化量ΔAIRと、赤色光の吸光量の変化量ΔARedとをそれぞれ(1)式に従って算出する。その上で、酸素飽和度測定部13は、算出した変化量ΔAIRと変化量ΔARedを用いて、例えば(2)式から被測定者の酸素飽和度を測定し、測定した酸素飽和度を酸素循環時間測定部14に通知する。 Upon receiving the pulse wave signal from the pulse wave processing unit 12, the oxygen saturation measurement unit 13 measures the oxygen saturation of the subject from the received pulse wave signal. Specifically, the oxygen saturation measurement unit 13 uses the pulse wave signal to calculate the amount of change ΔA IR in the amount of IR light absorbed due to a change in the thickness of the artery 4 and the amount of change ΔA Red in the amount of red light absorbed, respectively, according to equation (1). Then, using the calculated amounts of change ΔA IR and ΔA Red , the oxygen saturation measurement unit 13 measures the oxygen saturation of the subject from equation (2), for example, and notifies the oxygen circulation time measurement unit 14 of the measured oxygen saturation.
以降では一例として、酸素飽和度測定部13が被測定者の酸素飽和度を測定する例について説明するが、酸素飽和度測定部13は、被測定者の酸素飽和度の時間変化を示す値であればどのような値を測定してもよい。例えば、酸素飽和度測定部13は、酸素飽和度の逆数、又は変化量ΔARedと変化量ΔAIRの比率といった、酸素飽和度の時間変化と相関関係を有する値を測定してもよい。 Although the following description will be given as an example in which the oxygen saturation measurement unit 13 measures the oxygen saturation of the subject, the oxygen saturation measurement unit 13 may measure any value that indicates the change in the oxygen saturation of the subject over time. For example, the oxygen saturation measurement unit 13 may measure a value that correlates with the change in oxygen saturation over time, such as the reciprocal of the oxygen saturation or the ratio of the change ΔA Red to the change ΔA IR .
酸素循環時間測定部14は、酸素飽和度測定部13で測定される被測定者の酸素飽和度を参照することによって酸素飽和度の変曲点を検出し、酸素循環時間を測定する。 The oxygen circulation time measurement unit 14 detects the inflection point of oxygen saturation by referencing the subject's oxygen saturation measured by the oxygen saturation measurement unit 13, and measures the oxygen circulation time.
図7は、被測定者の特定の部位における酸素飽和度の変化例を示すグラフであり、横軸は時間を表し、縦軸は酸素飽和度を表している。 Figure 7 is a graph showing an example of changes in oxygen saturation at a specific location on the subject, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing oxygen saturation.
被測定者が時刻t1で呼吸を停止すると、被測定者における酸素飽和度が低下し始める。被測定者が呼吸を停止する呼吸停止期間の終了後(時刻t2)に被測定者が呼吸を再開しても、呼吸の再開により血中に取り込まれた酸素が肺から特定の部位まで到達するのには時間がかかるため、時刻t2の後も被測定者における酸素飽和度は低下する。そのうち、呼吸の再開により血中に取り込まれた酸素が肺から特定の部位まで到達するため、被測定者における酸素飽和度は増加に転じる。酸素飽和度が減少から増加に転じる箇所を「変曲点」といい、変曲点が現れた時刻を時刻t60とすれば、酸素循環時間は時刻t2と時刻t60の差分によって表される。 When the subject stops breathing at time t1 , the subject's oxygen saturation begins to decrease. Even if the subject resumes breathing after the end of the breath-hold period (time t2 ), it takes time for the oxygen taken into the blood upon resumption of breathing to reach specific areas, so the subject's oxygen saturation continues to decrease after time t2 . Eventually, as the oxygen taken into the blood upon resumption of breathing reaches specific areas from the lungs, the subject's oxygen saturation begins to increase. The point at which oxygen saturation changes from decreasing to increasing is called the "inflection point." If the time at which the inflection point appears is designated time t60 , the oxygen circulation time is expressed as the difference between time t2 and time t60 .
すなわち、酸素循環時間とは、肺から特定の部位まで酸素が運搬されるのに要する時間を表し、「酸素運搬時間」とも呼ばれる。 In other words, oxygen circulation time represents the time it takes for oxygen to be transported from the lungs to a specific area, and is also called the "oxygen delivery time."
酸素飽和度の変化から測定される酸素循環時間は、呼吸停止期間のばらつきによって測定精度もばらつく傾向があるため、生体情報測定装置10では、呼吸停止期間の長さを規定する呼吸停止時間T1が予め設定されている。 The oxygen circulation time measured from changes in oxygen saturation tends to vary in measurement accuracy depending on the variation in the breathing hold period, so the biological information measurement device 10 pre-sets a breathing hold period T1 that defines the length of the breathing hold period.
具体的には、被測定者の酸素飽和度が低下している途中で呼吸が再開されると、酸素飽和度が酸素循環時間の測定に必要な最低値まで下がり切らずに増加し始めてしまうことがある。酸素循環時間の測定に必要な最低値まで低下しなかった酸素飽和度の変化から酸素循環時間を測定した場合、酸素循環時間の測定に必要な最低値まで低下した酸素飽和度の変化から測定した酸素循環時間に比べて、酸素循環時間の測定精度が低下する。 Specifically, if the subject resumes breathing while their oxygen saturation is decreasing, the oxygen saturation may begin to increase before it has fully decreased to the minimum value required for measuring the oxygen circulation time. If the oxygen circulation time is measured from a change in oxygen saturation that has not decreased to the minimum value required for measuring the oxygen circulation time, the accuracy of the oxygen circulation time measurement will be lower than if the oxygen circulation time is measured from a change in oxygen saturation that has decreased to the minimum value required for measuring the oxygen circulation time.
したがって、呼吸停止時間T1は、できるだけ多くの被測定者において、被測定者が呼吸を停止することによって得られる酸素飽和度の最低値が、酸素循環時間の測定に必要となる酸素飽和度の最低値を下回るように設定される。 Therefore, the breath-hold time T1 is set so that, for as many subjects as possible, the minimum oxygen saturation level that can be achieved by the subject ceasing breathing is lower than the minimum oxygen saturation level required to measure oxygen circulation time.
そのため、呼吸停止時間T1は、生体情報測定装置10を用いた実機による実験等により予め規定される。 Therefore, the breath-hold time T1 is determined in advance through experiments using an actual device such as the vital signs measuring device 10.
以降では、酸素循環時間の測定に必要となる酸素飽和度の最低値を「酸素飽和度の基準値H」という。酸素飽和度の基準値Hについても、生体情報測定装置10を用いた実機による実験等により予め規定される。 Hereinafter, the minimum oxygen saturation value required for measuring oxygen circulation time will be referred to as the "oxygen saturation reference value H." The oxygen saturation reference value H will also be determined in advance through experiments using the actual vital signs measurement device 10.
なお、酸素飽和度の最低値が酸素飽和度の基準値Hを下回るとは、酸素飽和度の最低値が酸素飽和度の基準値H以下となることをいう。 Note that the lowest oxygen saturation value falling below the oxygen saturation reference value H means that the lowest oxygen saturation value is equal to or lower than the oxygen saturation reference value H.
酸素循環時間測定部14は、酸素飽和度の変曲点を検出した時刻を時刻t60として記憶し、時刻t2と時刻t60の差分で表される時間を酸素循環時間として測定する。なお、「変曲点を検出」するとは、酸素循環時間の測定に実質的な影響がない範囲で、酸素飽和度の変曲点から時間軸に沿って前後にずれた範囲に含まれる位置を検出する場合を含む。 The oxygen circulation time measurement unit 14 stores the time when the inflection point of the oxygen saturation is detected as time t60 , and measures the time represented by the difference between time t2 and time t60 as the oxygen circulation time. Note that "detecting an inflection point" includes detecting a position within a range shifted forward or backward along the time axis from the inflection point of the oxygen saturation, as long as it does not substantially affect the measurement of the oxygen circulation time.
酸素循環時間測定部14は、測定した酸素循環時間を通知部17及び心拍出量測定部15に通知する。 The oxygen circulation time measurement unit 14 notifies the notification unit 17 and the cardiac output measurement unit 15 of the measured oxygen circulation time.
なお、酸素循環時間の測定部位は、被測定者における光電センサ11の取り付け位置によって決定されるが、本実施形態では一例として、光電センサ11を被測定者の末梢部位に装着する。より具体的には指先に装着し、肺から指先まで酸素が運搬される場合の酸素循環時間を測定する。これは、他の部位に比べて肺からの距離が長くとれることにより酸素循環時間が長くなることから、他の部位に光電センサ11を取り付けた場合と比較して、精度の高い酸素循環時間が得られるためである。なお、「末梢部位」とは、被測定者の体の首、肩、股関節よりも末梢側にある部位をいう。 The location where the oxygen circulation time is measured is determined by the attachment position of the photoelectric sensor 11 on the subject. In this embodiment, as an example, the photoelectric sensor 11 is attached to a peripheral location on the subject. More specifically, it is attached to the fingertip, and the oxygen circulation time when oxygen is transported from the lungs to the fingertip is measured. This is because the longer distance from the lungs compared to other locations results in a longer oxygen circulation time, and therefore a more accurate oxygen circulation time can be obtained compared to when the photoelectric sensor 11 is attached to other locations. Note that a "peripheral location" refers to a location on the subject's body that is more peripheral than the neck, shoulders, or hip joints.
したがって、肺から指先までの酸素循環時間を、特にLFCT(Lung to Finger Circulation Time)ということがある。本実施の形態においても、光電センサ11を被測定者の指先に取り付け、酸素循環時間測定部14でLFCTを測定する例について説明するが、光電センサ11の取り付け部位は指先に限られない。得られる酸素循環時間の測定誤差が予め定めた範囲内に含まれるような部位であれば、被測定者の何れの部位に光電センサ11を取り付けてもよい。なお、「指先」とは被測定者の手の指先を指すが、足の指先に光電センサ11を取り付けてもよい。 Therefore, the oxygen circulation time from the lungs to the fingertips is sometimes referred to as LFCT (Lung to Finger Circulation Time). In this embodiment, too, an example is described in which photoelectric sensor 11 is attached to the subject's fingertips and LFCT is measured by oxygen circulation time measurement unit 14, but the attachment location of photoelectric sensor 11 is not limited to fingertips. Photoelectric sensor 11 may be attached to any part of the subject's body as long as the measurement error of the obtained oxygen circulation time falls within a predetermined range. Note that "fingertip" refers to the fingertips of the subject's hands, but photoelectric sensor 11 may also be attached to the toes.
心拍出量測定部15は酸素循環時間測定部14から受け付けたLFCTを用いて、被測定者の心拍出量を測定する。心拍出量は、例えばLFCTと心拍出量の関係を表す予め求められた演算式によって算出される。 The cardiac output measurement unit 15 measures the subject's cardiac output using the LFCT received from the oxygen circulation time measurement unit 14. The cardiac output is calculated, for example, using a predetermined equation that represents the relationship between LFCT and cardiac output.
なお、心拍出量測定部15は心拍出量の他に、心拍出量に関する情報を測定してもよい。「心拍出量に関する情報」とは、心拍出量と相関関係が認められる情報であり、例えば心係数及び1回拍出量等が含まれる。 In addition to cardiac output, the cardiac output measurement unit 15 may also measure information related to cardiac output. "Information related to cardiac output" refers to information that is correlated with cardiac output, and includes, for example, cardiac index and stroke volume.
「心係数」とは、被測定者の体格差による心拍出量の違いを補正するため、被測定者の心拍出量を被測定者の体表面積で割った値である。また、「1回拍出量」とは、心臓が1回の収縮によって動脈4へ拍出する血液の量を示す値であり、心拍出量を被測定者の1分間の心拍数で割ることで求められる。 The "cardiac index" is the value obtained by dividing the subject's cardiac output by the subject's body surface area in order to correct for differences in cardiac output due to differences in the subject's physique. Furthermore, the "stroke volume" is a value indicating the amount of blood pumped into the artery 4 by the heart with one contraction, and is calculated by dividing the cardiac output by the subject's heart rate per minute.
心拍出量測定部15は、測定した心拍出量を通知部17に通知する。なお、図4に示した生体情報測定装置10は、心拍出量を測定するために心拍出量測定部15を有しているが、生体情報測定装置10にとって、心拍出量の測定は必須ではない。したがって、生体情報測定装置10は心拍出量測定部15を含まなくてもよい。 The cardiac output measurement unit 15 notifies the notification unit 17 of the measured cardiac output. Note that although the biological information measurement device 10 shown in FIG. 4 has a cardiac output measurement unit 15 for measuring cardiac output, measuring cardiac output is not essential for the biological information measurement device 10. Therefore, the biological information measurement device 10 does not need to include the cardiac output measurement unit 15.
通知部17は、呼吸の停止を開始するように被測定者に通知すると共に、タイマ部16と連携して呼吸停止時間T1を計測し、呼吸停止時間T1の経過後、呼吸を再開するように被測定者に通知する。なお、タイマ部16は、時間を計測するタイマを備え、始期及び終期が指定された区間の時間を計測する。 The notification unit 17 notifies the subject to begin holding their breath, and also works in conjunction with the timer unit 16 to measure the breathing hold time T1, and notifies the subject to resume breathing after the breathing hold time T1 has elapsed. The timer unit 16 is equipped with a timer that measures time, and measures the time of a section with a specified start and end.
また、通知部17は、同じ被測定者に対して酸素循環時間を複数回測定する場合、被測定者に呼吸の再開を通知してから、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うために呼吸の停止を再度開始するように被測定者に通知する。 Furthermore, when measuring the oxygen circulation time of the same subject multiple times, the notification unit 17 notifies the subject to resume breathing, and then notifies the subject to resume cessation of breathing in order to measure the oxygen circulation time in the next measurement.
呼吸を停止していた被測定者に呼吸の再開を指示してから、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うために呼吸を再度停止するよう指示するまでの期間は、次の酸素循環時間の測定に向けて被測定者が呼吸を整える期間となる。したがって、以降では、当該期間の長さを「呼吸調整時間T2」ということにする。 The period from when a subject who has stopped breathing is instructed to resume breathing until they are instructed to stop breathing again in order to measure the oxygen circulation time for the next measurement is the period during which the subject regulates their breathing in preparation for the next oxygen circulation time measurement. Therefore, hereafter, the length of this period will be referred to as the "breathing regulation time T2."
更に、通知部17は、酸素循環時間測定部14が測定した酸素循環時間、及び心拍出量測定部15が測定した心拍出量を、被測定者及び被測定者を担当する医療従事者の少なくとも一方に通知する。 Furthermore, the notification unit 17 notifies at least one of the subject and the medical professional in charge of the subject of the oxygen circulation time measured by the oxygen circulation time measurement unit 14 and the cardiac output measured by the cardiac output measurement unit 15.
本実施形態に係る「通知」とは、生体情報測定装置10による指示や生体情報測定装置10によって得られた情報を、被測定者及び被測定者を担当する医療従事者の少なくとも一方に対して認識可能な状態にすることをいう。したがって、生体情報測定装置10で被測定者に呼吸の再開や停止といった指示を通知する形態には、指示をディスプレイに表示するといった視覚を用いた通知、指示を音声で発するといった聴覚を用いた通知、及び指示を振動で伝達するといった被測定者への接触を用いた通知が含まれる。また、生体情報測定装置10で測定した酸素循環時間及び心拍出量といった生体情報を通知する形態には、測定した生体情報をディスプレイに表示するといった視覚を用いた通知、測定した生体情報を音声で発するといった聴覚を用いた通知、測定した生体情報を被測定者及び被測定者を担当する医療従事者の少なくとも一方に読み取り権限が与えられている記憶装置に記憶するといった記憶装置を用いた通知、測定された生体情報を画像形成装置で用紙等の記録媒体に形成するといった記録媒体を用いた通知、及び測定された生体情報を通信回線経由で外部装置に送信するといった通信回線を用いた通知が含まれる。 In this embodiment, "notification" refers to making instructions from or information obtained by the biological information measuring device 10 recognizable to at least one of the subject and the medical professional in charge of the subject. Therefore, ways in which the biological information measuring device 10 notifies the subject of instructions such as restarting or stopping breathing include visual notification, such as displaying the instruction on a display; auditory notification, such as issuing an instruction audibly; and contact notification, such as transmitting an instruction via vibration, to the subject. Furthermore, ways in which biological information measured by the biological information measuring device 10 is notified include visual notification, such as displaying the measured biological information on a display; auditory notification, such as issuing the measured biological information audibly; notification using a storage device, such as storing the measured biological information in a storage device to which at least one of the subject and the medical professional in charge of the subject has read permission; notification using a recording medium, such as forming the measured biological information on a recording medium such as paper using an image forming device; and notification using a communication line, such as transmitting the measured biological information to an external device via a communication line.
上述した生体情報測定装置10は、例えばコンピュータを用いて構成される。図8は、コンピュータ20を用いて構成された生体情報測定装置10における電気系統の要部構成例を示す図である。 The above-described biological information measuring device 10 is configured using, for example, a computer. Figure 8 is a diagram showing an example of the main configuration of the electrical system of a biological information measuring device 10 configured using a computer 20.
コンピュータ20は、本実施形態に係る脈波処理部12、酸素飽和度測定部13、酸素循環時間測定部14、心拍出量測定部15、タイマ部16、及び通知部17の各処理を担うCPU(Central Processing Unit)21、ROM(Read Only Memory)22、RAM(Random Access Memory)23、不揮発性メモリ24、及び入出力インターフェース(I/O)25を備える。そして、CPU21、ROM22、RAM23、不揮発性メモリ24、及びI/O25がバス26を介して各々接続されている。なお、コンピュータ20で用いられるオペレーションシステムに制限はない。 The computer 20 includes a CPU (Central Processing Unit) 21, which processes the pulse wave processing unit 12, oxygen saturation measurement unit 13, oxygen circulation time measurement unit 14, cardiac output measurement unit 15, timer unit 16, and notification unit 17 according to this embodiment, a ROM (Read Only Memory) 22, a RAM (Random Access Memory) 23, non-volatile memory 24, and an input/output interface (I/O) 25. The CPU 21, ROM 22, RAM 23, non-volatile memory 24, and I/O 25 are connected to each other via a bus 26. There are no restrictions on the operating system used by the computer 20.
不揮発性メモリ24は、不揮発性メモリ24に供給される電力が遮断されても記憶した情報を維持する記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるがハードディスクであってもよい。 Non-volatile memory 24 is an example of a storage device that maintains stored information even if the power supplied to non-volatile memory 24 is cut off, and is, for example, a semiconductor memory, but may also be a hard disk.
I/O25には、例えば光電センサ11、入力ユニット27、表示ユニット28、及び通信ユニット29が接続される。 The I/O 25 is connected to, for example, a photoelectric sensor 11, an input unit 27, a display unit 28, and a communication unit 29.
光電センサ11はI/O25と有線又は無線によって接続される。なお、生体情報測定装置10と光電センサ11とが分離されるように、それぞれを別体として構成してもよく、生体情報測定装置10と光電センサ11とが一体化されるように、それぞれを同じ筺体に収容する構成としてもよい。 The photoelectric sensor 11 is connected to the I/O 25 via a wired or wireless connection. The vital information measuring device 10 and the photoelectric sensor 11 may be configured as separate units, or they may be housed in the same housing, so that they are integrated.
入力ユニット27は、例えば生体情報測定装置10のユーザの指示を受け付けてCPU21に通知する入力装置である。入力ユニット27には、例えばボタン、タッチパネル、キーボード、及びマウス等が含まれる。生体情報測定装置10のユーザとは、例えば被測定者及び被測定者を担当する医療従事者が含まれる。 The input unit 27 is an input device that receives instructions from, for example, the user of the biological information measuring device 10 and notifies the CPU 21. The input unit 27 includes, for example, buttons, a touch panel, a keyboard, and a mouse. The user of the biological information measuring device 10 includes, for example, the subject and the medical professional in charge of the subject.
表示ユニット28は、例えばCPU21で処理された情報を生体情報測定装置10のユーザに表示する表示装置である。表示ユニット28には、例えば液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)、及びプロジェクタ等の表示装置が用いられる。 The display unit 28 is a display device that displays information processed by the CPU 21 to the user of the biological information measurement device 10. The display unit 28 may be a display device such as a liquid crystal display, an organic electroluminescence (EL) display, or a projector.
なお、表示ユニット28は必ずしも生体情報測定装置10に必須のユニットではなく、ユーザへの指示及び生体情報の通知形態に応じたユニットがI/O25に接続される。 Note that the display unit 28 is not necessarily a required unit for the biological information measurement device 10; a unit appropriate for the form of user instructions and notification of biological information is connected to the I/O 25.
例えば、生体情報測定装置10からの指示及び測定した生体情報を生体情報測定装置10のユーザに音声で通知する場合、スピーカーユニットをI/O25に接続してもよい。また、生体情報測定装置10からの指示を生体情報測定装置10のユーザに体感を通じて通知する場合、振動ユニットをI/O25に接続してもよい。 For example, if instructions from the biological information measuring device 10 and measured biological information are to be notified to the user of the biological information measuring device 10 by voice, a speaker unit may be connected to the I/O 25. Also, if instructions from the biological information measuring device 10 are to be notified to the user of the biological information measuring device 10 through a physical sensation, a vibration unit may be connected to the I/O 25.
通信ユニット29は、例えばインターネット等の通信回線と生体情報測定装置10を接続する通信プロトコルを備え、通信回線に接続される他の外部装置と生体情報測定装置10との間でデータ通信を行う。通信ユニット29における通信回線への接続形態は有線であっても無線であってもよい。生体情報測定装置10が通信回線に接続される他の外部装置とデータ通信を行う必要がなければ、I/O25に通信ユニット29を接続しなくてもよい。 The communication unit 29 has a communication protocol that connects the vital information measurement device 10 to a communication line such as the Internet, and performs data communication between the vital information measurement device 10 and other external devices connected to the communication line. The communication unit 29 may be connected to the communication line via a wired or wireless connection. If the vital information measurement device 10 does not need to perform data communication with other external devices connected to the communication line, the communication unit 29 does not need to be connected to the I/O 25.
なお、I/O25に接続されるユニットは上述した例に限られず、例えば測定した生体情報を記録媒体に印字する印字ユニット等、他のユニットをI/O25に接続してもよい。 Note that the units connected to I/O 25 are not limited to the examples described above; other units, such as a printing unit that prints measured biometric information on a recording medium, may also be connected to I/O 25.
次に、図9及び図10を用いて、生体情報測定装置10の動作について説明する。以降では、生体情報測定装置10が入力ユニット27を通じてユーザから測定開始の指示を受け付けた場合、酸素循環時間の一例であるLFCTを複数回に亘って測定する例について説明する。LFCTの測定回数は生体情報測定装置10の不揮発性メモリ24に予め記憶されている。不揮発性メモリ24に記憶されるLFCTの測定回数は、ユーザによって変更可能である。1回の測定開始の指示に対して生体情報測定装置10が測定するLFCTの測定回数は2回以上であればよく、測定回数に制約はない。なお、LFCTの測定回数は、ユーザが測定開始の指示を行う際に指定してもよい。 Next, the operation of the biological information measuring device 10 will be described using Figures 9 and 10. Below, an example will be described in which, when the biological information measuring device 10 receives a measurement start instruction from the user via the input unit 27, the LFCT, which is an example of oxygen circulation time, is measured multiple times. The number of LFCT measurements is pre-stored in the non-volatile memory 24 of the biological information measuring device 10. The number of LFCT measurements stored in the non-volatile memory 24 can be changed by the user. The number of LFCT measurements performed by the biological information measuring device 10 in response to a single measurement start instruction needs to be two or more, and there is no restriction on the number of measurements. The number of LFCT measurements may also be specified by the user when issuing a measurement start instruction.
説明の便宜上、生体情報測定装置10の不揮発性メモリ24には、LFCTの測定回数として“2回”が設定されているものとする。すなわち、生体情報測定装置10は、1回の測定開始の指示に対してLFCTの測定を2回連続して行う。 For ease of explanation, it is assumed that the number of LFCT measurements is set to "2" in the non-volatile memory 24 of the vital information measuring device 10. In other words, the vital information measuring device 10 will measure the LFCT twice in succession in response to a single measurement start instruction.
また、図7を用いて説明したように、呼吸を停止していた被測定者が呼吸を再開してから、酸素飽和度の変曲点が現れるまでの時間は、被測定者毎に異なる。したがって、生体情報測定装置10では、被測定者が呼吸を再開してからいつまで酸素飽和度を測定し続けるのかを規定するための基準時間が設定されている。この基準時間を「経過観察時間T3」という。 Furthermore, as explained using Figure 7, the time from when a subject who has stopped breathing resumes breathing until an inflection point in oxygen saturation appears varies for each subject. Therefore, the biological information measurement device 10 sets a reference time that specifies how long oxygen saturation measurement should continue after the subject resumes breathing. This reference time is called the "follow-up observation time T3."
経過観察時間T3は、他の被測定者に比べて酸素飽和度の変曲点が遅れて現れるような被測定者であってもLFCTの測定が行われるように、例えば平均的なLFCTよりも長く設定される。具体的には、経過観察時間T3は、生体情報測定装置10を用いた実機による実験等により予め規定される。経過観察時間T3は、本実施形態に係る「酸素循環時間の測定期間」の一例である。 The follow-up observation time T3 is set, for example, longer than the average LFCT so that LFCT can be measured even for subjects whose oxygen saturation inflection point appears later than other subjects. Specifically, the follow-up observation time T3 is determined in advance through experiments using an actual biological information measurement device 10. The follow-up observation time T3 is an example of the "oxygen circulation time measurement period" according to this embodiment.
生体情報測定装置10の不揮発性メモリ24には、経過観察時間T3の他、それぞれ予め定められた呼吸停止時間T1及び呼吸調整時間T2が記憶される。 In addition to the follow-up observation time T3, the non-volatile memory 24 of the vital information measuring device 10 also stores a predetermined breath-hold time T1 and a predetermined breath-adjustment time T2.
一例として呼吸停止時間T1、呼吸調整時間T2、及び経過観察時間T3の間には次のような関係が存在する。 As an example, the following relationship exists between the breathing hold time T1, breathing adjustment time T2, and follow-up observation time T3:
関係1:呼吸調整時間T2<経過観察時間T3
関係2:(呼吸停止時間T1+呼吸調整時間T2)>経過観察時間T3
Relationship 1: Breathing adjustment time T2 < follow-up observation time T3
Relationship 2: (breathing arrest time T1 + breathing adjustment time T2) > follow-up observation time T3
図9及び図10は、被測定者の指先に光電センサ11が取り付けられた状態で、ユーザから入力ユニット27を通じて測定開始の指示を受け付けた場合に、CPU21によって実行される生体情報測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Figures 9 and 10 are flowcharts showing an example of the flow of the biometric information measurement process executed by the CPU 21 when a photoelectric sensor 11 is attached to the fingertip of the subject and an instruction to start measurement is received from the user via the input unit 27.
生体情報測定処理を規定する生体情報測定プログラムは、例えば生体情報測定装置10のROM22に予め記憶されている。生体情報測定装置10のCPU21は、ROM22に記憶される生体情報測定プログラムを読み込み、生体情報測定処理を実行する。 The biological information measurement program that defines the biological information measurement process is stored in advance, for example, in the ROM 22 of the biological information measurement device 10. The CPU 21 of the biological information measurement device 10 reads the biological information measurement program stored in the ROM 22 and executes the biological information measurement process.
生体情報測定装置10は測定開始の指示を受け付けると酸素飽和度の測定を開始し、測定した酸素飽和度を、例えばRAM23に記憶する。 When the biological information measurement device 10 receives an instruction to start measurement, it begins measuring oxygen saturation and stores the measured oxygen saturation in, for example, RAM 23.
なお、図11は、生体情報測定処理によって得られる被測定者の酸素飽和度の時間変化例を表すグラフである。以降では、図11のグラフを参照しながら、生体情報測定処理の流れについて説明する。図11のグラフでは、生体情報測定装置10は、時刻t0にユーザから入力ユニット27を通じて測定開始の指示を受け付けている。 Fig. 11 is a graph showing an example of time variation in the oxygen saturation level of the subject obtained by the biological information measurement process. The flow of the biological information measurement process will be described below with reference to the graph in Fig. 11. In the graph in Fig. 11, the biological information measurement device 10 receives an instruction to start measurement from the user via the input unit 27 at time t0 .
まず、図9のステップS10において、CPU21は、1回目のLFCTの測定を行うための準備行動として、被測定者に対して呼吸を停止するように通知する。図11のグラフでは、時刻t1にCPU21が被測定者に対して呼吸を停止するように通知している。すなわち、時刻t1に1回目のLFCTの測定が開始される。 First, in step S10 of Fig. 9, the CPU 21 notifies the subject to stop breathing as a preparatory action for the first LFCT measurement. In the graph of Fig. 11, the CPU 21 notifies the subject to stop breathing at time t1 . That is, the first LFCT measurement starts at time t1 .
被測定者に呼吸を停止するように通知したことから、ステップS20において、CPU21は、タイマTM1を起動する。タイマTM1は、呼吸停止時間T1を計測するためのタイマである。CPU21は、例えばCPU21に内蔵されるタイマ機能を用いてタイマTM1を起動する。CPU21にタイマ機能が内蔵されていない場合、CPU21は、例えばI/O25に接続されたタイマユニット(図示省略)を用いてタイマTM1の起動を行えばよい。 In step S20, having notified the subject to stop breathing, the CPU 21 starts timer TM1. Timer TM1 is a timer for measuring the breathing stop time T1. The CPU 21 starts timer TM1, for example, using a timer function built into the CPU 21. If the CPU 21 does not have a built-in timer function, the CPU 21 may start timer TM1 using, for example, a timer unit (not shown) connected to the I/O 25.
ステップS30において、CPU21は、タイマTM1が呼吸停止時間T1に達したか否かを判定する。タイマTM1が呼吸停止時間T1に達していない場合、CPU21は、タイマTM1が呼吸停止時間T1に達するまでステップS30の判定処理を繰り返し実行する。被測定者は、タイマTM1が呼吸停止時間T1に達するまで呼吸を停止しているため、図11のグラフに示すように時刻t1以降、被測定者の酸素飽和度が低下する。
なお、肺から指先までは距離があるため、指先に装着した光電センサ11によって、被測定者が呼吸を停止したことによる酸素飽和度の低下を検出するまでは時間がかかる。したがって、時刻t1後も呼吸停止前と同じ酸素飽和度を示すが、その後、時刻t2にかけて酸素飽和度が低下していく。
In step S30, the CPU 21 determines whether the timer TM1 has reached the breathing stop time T1. If the timer TM1 has not reached the breathing stop time T1, the CPU 21 repeatedly executes the determination process of step S30 until the timer TM1 reaches the breathing stop time T1. Because the subject stops breathing until the timer TM1 reaches the breathing stop time T1, the subject's oxygen saturation level decreases after time t1 , as shown in the graph of FIG. 11 .
Because there is a distance between the lungs and the fingertip, it takes time for the photoelectric sensor 11 attached to the fingertip to detect a decrease in oxygen saturation due to the subject's cessation of breathing. Therefore, after time t1 , the oxygen saturation remains the same as before cessation of breathing, but then decreases towards time t2 .
図9のステップS30の判定処理で、タイマTM1が呼吸停止時間T1に達したと判定された場合にはステップS40に移行する。 If it is determined in the determination process of step S30 in Figure 9 that the timer TM1 has reached the breathing arrest time T1, the process proceeds to step S40.
ステップS40において、CPU21は、タイマTM1を停止する。タイマTM1を「停止する」とは、タイマTM1による時間の計測を中止し、タイマTM1の値を“0”に設定することをいう。換言すれば、タイマTM1を停止するとは、タイマTM1をリセットすることと同値である。 In step S40, the CPU 21 stops timer TM1. "Stopping" timer TM1 means halting the measurement of time by timer TM1 and setting the value of timer TM1 to "0." In other words, stopping timer TM1 is the same as resetting timer TM1.
ステップS50において、CPU21は、被測定者に対して呼吸を再開するように通知する。図11のグラフでは、時刻t1から呼吸停止時間T1が経過した時刻t2に、CPU21が被測定者に対して呼吸を再開するように通知している。これにより、被測定者は停止していた呼吸を再開する。すなわち、被測定者は、呼吸停止時間T1に亘って呼吸を停止することになる。 In step S50, the CPU 21 notifies the subject to resume breathing. In the graph of Fig. 11, the CPU 21 notifies the subject to resume breathing at time t2 , when breathing stop time T1 has elapsed since time t1 . This causes the subject to resume breathing. In other words, the subject stops breathing for the entire breathing stop time T1.
既に説明したように、肺から指先までは距離があるため、被測定者が時刻t2に呼吸を再開したとしても、指先に装着した光電センサ11によって、被測定者が呼吸を再開したことによる酸素飽和度の増加を検出するまでは時間がかかる。したがって、時刻t2経過後も酸素飽和度が低下する。 As already explained, because there is a distance between the lungs and the fingertip, even if the subject resumes breathing at time t2 , it takes time for the photoelectric sensor 11 attached to the fingertip to detect the increase in oxygen saturation due to the subject's resumption of breathing. Therefore, the oxygen saturation continues to decrease even after time t2 has passed.
被測定者が呼吸を再開したことにより、ステップS60において、CPU21は、1回目の酸素飽和度の経過観察を開始する。「酸素飽和度の経過観察を開始する」とは、CPU21が被測定者の呼吸の再開時刻(この場合、時刻t2)と被測定者が呼吸の再開した時刻t2において測定された酸素飽和度を対応付けた上で、LFCTの測定に用いられる酸素飽和度の変化を検出する状態をいう。 When the subject resumes breathing, the CPU 21 starts the first monitoring of oxygen saturation in step S60. "Starting monitoring of oxygen saturation" refers to a state in which the CPU 21 associates the time when the subject resumes breathing (time t2 in this case) with the oxygen saturation measured at time t2 when the subject resumes breathing, and then detects a change in the oxygen saturation used for measuring the LFCT.
そのため、ステップS70において、CPU21は、タイマTM2及びタイマTM3を起動する。タイマTM2は、呼吸調整時間T2を計測するためのタイマである。タイマTM3は、経過観察時間T3を計測するためのタイマである。すなわち、時刻t2から経過観察時間T3が経過するまでの間、CPU21は、酸素飽和度の測定を継続する。 Therefore, in step S70, the CPU 21 activates timers TM2 and TM3. Timer TM2 is a timer for measuring a breathing adjustment time T2. Timer TM3 is a timer for measuring a follow-up observation time T3. That is, the CPU 21 continues measuring oxygen saturation from time t2 until the follow-up observation time T3 has elapsed.
一方で、呼吸を再開した被測定者は、2回目のLFCTの測定に向けて呼吸を整えることになる。 Meanwhile, the subject who has resumed breathing will regulate their breathing in preparation for the second LFCT measurement.
ステップS80において、CPU21は、ステップS70で起動したタイマTM2が呼吸調整時間T2に達したか否かを判定する。タイマTM2が呼吸調整時間T2に達していない場合、CPU21は、タイマTM2が呼吸調整時間T2に達するまでステップS80の判定処理を繰り返し実行する。 In step S80, the CPU 21 determines whether the timer TM2 started in step S70 has reached the breathing adjustment time T2. If the timer TM2 has not reached the breathing adjustment time T2, the CPU 21 repeatedly executes the determination process of step S80 until the timer TM2 reaches the breathing adjustment time T2.
ステップS80の判定処理で、タイマTM2が呼吸調整時間T2に達したと判定された場合にはステップS90に移行し、ステップS90において、CPU21は、タイマTM2を停止する。 If it is determined in the determination process of step S80 that the timer TM2 has reached the breathing adjustment time T2, the process proceeds to step S90, where the CPU 21 stops the timer TM2.
ステップS100において、CPU21は、2回目のLFCTの測定を行うための準備行動として、被測定者に対して呼吸を停止するように通知する。図11のグラフでは、時刻t3にCPU21が被測定者に対して呼吸を停止するように通知している。すなわち、時刻t3に2回目のLFCTの測定が開始される。 In step S100, the CPU 21 notifies the subject to stop breathing as a preparatory action for the second LFCT measurement. In the graph of Fig. 11, the CPU 21 notifies the subject to stop breathing at time t3 . That is, the second LFCT measurement starts at time t3 .
被測定者に呼吸を停止するように通知したことから、ステップS110において、CPU21は、タイマTM1を起動する。 After instructing the subject to stop breathing, in step S110, the CPU 21 starts timer TM1.
既に説明したように、「呼吸調整時間T2<経過観察時間T3」の関係があるため、時刻t3以降も1回目のLFCTの測定は継続状態にある。すなわち、CPU21は、2回目のLFCTの測定を行うために被測定者が呼吸を停止した時刻t3以後も、1回目のLFCTの測定を重複して実行する。したがって、2回目のLFCTの測定を開始したとしても、酸素飽和度の変曲点が呼吸調整時間T2経過後に現れるような被測定者のLFCTを測定することができる。 As already explained, due to the relationship "breathing adjustment time T2 < follow-up observation time T3," the first LFCT measurement continues even after time t3 . That is, the CPU 21 redundantly performs the first LFCT measurement even after time t3 , when the subject stops breathing to perform the second LFCT measurement. Therefore, even if the second LFCT measurement is started, it is possible to measure the LFCT of the subject such that the inflection point of oxygen saturation appears after the breathing adjustment time T2 has elapsed.
ステップS120において、CPU21は、ステップS70で起動したタイマTM3が経過観察時間T3に達したか否かを判定する。タイマTM3が経過観察時間T3に達していない場合、1回目のLFCTの測定を継続するためステップS160に移行する。 In step S120, the CPU 21 determines whether the timer TM3 started in step S70 has reached the elapsed observation time T3. If the timer TM3 has not reached the elapsed observation time T3, the CPU 21 proceeds to step S160 to continue the first LFCT measurement.
ステップS160において、CPU21は、ステップS110で起動したタイマTM1が呼吸停止時間T1に達したか否かを判定する。タイマTM1が呼吸停止時間T1に達していない場合には、ステップS120に移行する。すなわち、CPU21は、タイマTM3が経過観察時間T3に達するまで、ステップS120の判定処理とステップS160の判定処理を交互に実行する。 In step S160, the CPU 21 determines whether the timer TM1 started in step S110 has reached the respiratory arrest time T1. If the timer TM1 has not reached the respiratory arrest time T1, the process proceeds to step S120. That is, the CPU 21 alternately executes the determination process of step S120 and the determination process of step S160 until the timer TM3 has reached the follow-up observation time T3.
ステップS120の判定処理で、タイマTM3が経過観察時間T3に達したと判定された場合にはステップS130に移行する。図11のグラフでは、時刻t4にタイマTM3が経過観察時間T3に達している。 If it is determined in the determination process of step S120 that the timer TM3 has reached the elapsed observation time T3, the process proceeds to step S130. In the graph of Fig. 11, the timer TM3 has reached the elapsed observation time T3 at time t4 .
時刻t4に1回目の酸素飽和度の経過観察が終了したことにより、1回目のLFCTの測定も終了する。したがって、ステップS130において、CPU21は、タイマTM3を停止する。 When the first oxygen saturation observation ends at time t4 , the first LFCT measurement also ends. Therefore, in step S130, the CPU 21 stops the timer TM3.
ステップS140において、CPU21は、経過観察時間T3に亘って測定した酸素飽和度を時系列に沿ってRAM23から取得し、酸素飽和度の変曲点を検出する。その上で、CPU21は、被測定者が呼吸を再開した時刻t2から酸素飽和度の変曲点が表された時刻までの時間を測定して、1回目のLFCTの測定結果とする。 In step S140, the CPU 21 retrieves the oxygen saturation measured over the follow-up observation time T3 in chronological order from the RAM 23, detects the inflection point of the oxygen saturation, and then measures the time from the time t2 when the subject resumes breathing to the time when the inflection point of the oxygen saturation is indicated, and sets this as the first LFCT measurement result.
ステップS150において、CPU21は、ステップS140で測定した1回目のLFCTの測定結果を、例えば表示ユニット28に表示してユーザに通知する。その後、CPU21は、ステップS160に移行して、タイマTM1が呼吸停止時間T1に達したか否かを判定する。 In step S150, the CPU 21 notifies the user of the first LFCT measurement result measured in step S140, for example, by displaying it on the display unit 28. The CPU 21 then proceeds to step S160 and determines whether the timer TM1 has reached the breathing arrest time T1.
ステップS160の判定処理で、タイマTM1が呼吸停止時間T1に達したと判定された場合には図10のステップS170に移行する。 If the determination process in step S160 determines that timer TM1 has reached breathing arrest time T1, the process proceeds to step S170 in Figure 10.
呼吸停止時間T1の計測が終了したことから、ステップS170において、CPU21は、タイマTM1を停止する。 Since measurement of the breathing hold time T1 has ended, in step S170, the CPU 21 stops the timer TM1.
ステップS180において、CPU21は、被測定者に対して呼吸を再開するように通知する。図11のグラフでは、時刻t3から呼吸停止時間T1が経過した時刻t5に、CPU21が被測定者に対して呼吸を再開するように通知している。これにより、被測定者は停止していた呼吸を再開する。 In step S180, the CPU 21 notifies the subject to resume breathing. In the graph of Fig. 11, the CPU 21 notifies the subject to resume breathing at time t5 , when the breathing stop time T1 has elapsed since time t3 . This causes the subject to resume breathing.
被測定者が呼吸を再開したことにより、ステップS190において、CPU21は、2回目の酸素飽和度の経過観察を開始する。そのため、ステップS200において、CPU21は、タイマTM3を起動する。なお、1回目の酸素飽和度の経過観察では、図9のステップS70において、CPU21は、タイマTM3に加えてタイマTM2も起動した。しかしながら、2回目の酸素飽和度の経過観察は、これが最終の酸素飽和度の経過観察となるため、被測定者が次のLFCTの測定に備えて呼吸を整える必要がない。したがって、CPU21は、タイマTM2を起動しなくてよい。 As the subject resumes breathing, in step S190, the CPU 21 begins a second oxygen saturation monitoring. Therefore, in step S200, the CPU 21 activates timer TM3. Note that in the first oxygen saturation monitoring, in step S70 of FIG. 9, the CPU 21 activated timer TM2 in addition to timer TM3. However, since the second oxygen saturation monitoring is the final oxygen saturation monitoring, the subject does not need to regulate their breathing in preparation for the next LFCT measurement. Therefore, the CPU 21 does not need to activate timer TM2.
ステップS210において、CPU21は、ステップS200で起動したタイマTM3が経過観察時間T3に達したか否かを判定する。タイマTM3が経過観察時間T3に達していない場合、ステップS210の判定処理を繰り返し実行する。 In step S210, the CPU 21 determines whether the timer TM3 started in step S200 has reached the elapsed observation time T3. If the timer TM3 has not reached the elapsed observation time T3, the CPU 21 repeatedly executes the determination process of step S210.
一方、ステップS210の判定処理で、タイマTM3が経過観察時間T3に達したと判定された場合にはステップS220に移行する。図11のグラフでは、時刻t6にタイマTM3が経過観察時間T3に達している。 On the other hand, if it is determined in the determination process of step S210 that the timer TM3 has reached the elapsed observation time T3, the process proceeds to step S220. In the graph of Fig. 11, the timer TM3 has reached the elapsed observation time T3 at time t6 .
時刻t6に2回目の酸素飽和度の経過観察が終了したことにより、2回目のLFCTの測定も終了する。したがって、ステップS220において、CPU21は、タイマTM3を停止する。 When the second oxygen saturation observation ends at time t6 , the second LFCT measurement also ends. Therefore, in step S220, the CPU 21 stops the timer TM3.
ステップS230において、CPU21は、時刻t5から時刻t6までの経過観察時間T3に亘って測定した酸素飽和度を時系列に沿ってRAM23から取得し、酸素飽和度の変曲点を検出する。その上で、CPU21は、被測定者が呼吸を再開した時刻t5から酸素飽和度の変曲点が現れた時刻までの時間を測定して、2回目のLFCTの測定結果とする。 In step S230, the CPU 21 retrieves from the RAM 23 the oxygen saturation measured over the follow-up observation time T3 from time t5 to time t6 in chronological order, and detects the inflection point of the oxygen saturation. The CPU 21 then measures the time from time t5 , when the subject resumes breathing, to the time when the inflection point of the oxygen saturation appears, and sets this as the second LFCT measurement result.
ステップS240において、CPU21は、ステップS230で測定した2回目のLFCTの測定結果を、例えば表示ユニット28に表示してユーザに通知する。 In step S240, the CPU 21 notifies the user of the second LFCT measurement result measured in step S230, for example, by displaying it on the display unit 28.
ステップS250において、CPU21は、ステップS140で取得した1回目のLFCT、及びステップS230で測定した2回目のLFCTを、例えばLFCTと心拍出量の関係を表す予め求められた演算式に代入して、各々の測定回における心拍出量を測定する。 In step S250, the CPU 21 substitutes the first LFCT obtained in step S140 and the second LFCT measured in step S230 into a predetermined equation that represents the relationship between LFCT and cardiac output, for example, to measure the cardiac output for each measurement.
なお、CPU21は、被測定者のLFCTを測定したとしても、被測定者の心拍出量も一緒に測定する必要はない。したがって、CPU21は、ステップS250の処理を実行しなくてもよい。 Note that even if the CPU 21 measures the subject's LFCT, it is not necessary to also measure the subject's cardiac output. Therefore, the CPU 21 does not need to execute the process of step S250.
以上により、CPU21は、図9及び図10に示した生体情報測定処理を終了する。 The CPU 21 then terminates the biological information measurement process shown in Figures 9 and 10.
このように、生体情報測定装置10は、1回の測定開始の指示に対して、被測定者のLFCTの測定を複数回行う場合、直前の測定回における酸素飽和度の経過観察時間T3が終了する前に、次のLFCTの測定の準備を行うため、被測定者に対して呼吸の停止を行うように通知する。 In this way, when the biological information measurement device 10 measures the subject's LFCT multiple times in response to a single measurement start instruction, it notifies the subject to stop breathing before the oxygen saturation follow-up observation time T3 from the previous measurement ends in order to prepare for the next LFCT measurement.
一方、図12は、1回目のLFCTの測定における酸素飽和度の経過観察時間T3が終了した後に、2回目のLFCTの測定の準備を行うため、被測定者に対して呼吸の停止を行うように通知した場合における被測定者の酸素飽和度の時間変化例を表すグラフである。 On the other hand, Figure 12 is a graph showing an example of the change in the oxygen saturation level of a subject over time when, after the oxygen saturation observation time T3 in the first LFCT measurement has ended, the subject is notified to stop breathing in preparation for the second LFCT measurement.
図12に示すグラフでは、時刻t2から時刻t3までの1回目の経過観察時間T3と、時刻t3から時刻t5までの2回目の呼吸停止時間T1とが重複しない。したがって、図12に示した2回目のLFCTの測定終了に対応する時刻t6は、図11に示した2回目のLFCTの測定終了に対応する時刻t6よりも、図11の(t4-t3)の時間だけ長くなる。すなわち、本実施形態に係る生体情報測定装置10は、直前のLFCTの測定が終了してから次のLFCTの測定を開始する場合と比較して、LFCTを複数回測定するのに要する時間を短縮することができる。また、LFCTの測定に要する時間の短縮に伴い、心拍出量といったLFCTから算出される生体情報の測定に要する時間も短縮されることになる。 In the graph shown in Figure 12, the first follow-up observation time T3 from time t2 to time t3 and the second breath-hold time T1 from time t3 to time t5 do not overlap. Therefore, the time t6 corresponding to the end of the second LFCT measurement shown in Figure 12 is longer than the time t6 corresponding to the end of the second LFCT measurement shown in Figure 11 by the time ( t4 - t3 ) in Figure 11. In other words, the biological information measurement device 10 according to this embodiment can shorten the time required to measure LFCT multiple times compared to starting the next LFCT measurement after the previous LFCT measurement has ended. Furthermore, as the time required to measure LFCT is shortened, the time required to measure biological information calculated from LFCT, such as cardiac output, is also shortened.
なお、図9及び図10に示した生体情報測定処理では、LFCTの測定回毎にLFCTを通知する例について説明したが、規定された回数のLFCTの測定が終了してから、各々の測定回において測定したLFCTをまとめて通知してもよい。具体的には、図9のステップS150で1回目の測定に対するLFCTを通知するのではなく、図10のステップS240で1回目の測定に対するLFCTと2回目の測定に対するLFCTをまとめて通知してもよい。 In the biological information measurement process shown in Figures 9 and 10, an example has been described in which LFCT is notified for each LFCT measurement. However, after a specified number of LFCT measurements have been completed, the LFCT measured in each measurement may be notified together. Specifically, rather than notifying the LFCT for the first measurement in step S150 of Figure 9, the LFCT for the first measurement and the LFCT for the second measurement may be notified together in step S240 of Figure 10.
また、生体情報測定装置10は、LFCTの測定回毎にLFCTを測定しなくてもよい。具体的には、生体情報測定装置10は、図9及び図10に示した生体情報測定処理のステップS140、S150、S230、S240、及びS250の各処理を実行することなく、時系列に沿った酸素飽和度の変化のみを不揮発性メモリ24に記憶する。その上で、生体情報測定装置10は、生体情報測定処理が終了した後、ユーザからの指示に応じて不揮発性メモリ24から酸素飽和度を取得し、各々の測定回におけるLFCTを測定すればよい。測定開始後の酸素飽和度を時系列に沿って不揮発性メモリ24に記憶することで、生体情報測定装置10は、後からいつでも測定した酸素飽和度を取得することができるため、ユーザが指示したタイミングで各々の測定回におけるLFCTを測定することができる。こうしたLFCTの測定方法は、例えば被測定者が自宅で酸素飽和度を測定し、医療従事者が後から病院で被測定者の酸素飽和度及びLFCTを確認するような使い方に適用される。 Furthermore, the biological information measurement device 10 does not need to measure LFCT for each LFCT measurement. Specifically, the biological information measurement device 10 stores only the chronological changes in oxygen saturation in the non-volatile memory 24 without executing steps S140, S150, S230, S240, and S250 of the biological information measurement process shown in FIGS. 9 and 10 . Then, after the biological information measurement process is completed, the biological information measurement device 10 retrieves the oxygen saturation from the non-volatile memory 24 in response to a user instruction and measures the LFCT for each measurement. By storing the oxygen saturation after the start of measurement in chronological order in the non-volatile memory 24, the biological information measurement device 10 can retrieve the measured oxygen saturation at any time later, thereby measuring the LFCT for each measurement at the timing instructed by the user. This LFCT measurement method is applicable, for example, to a situation in which a subject measures their oxygen saturation at home, and a medical professional later checks the subject's oxygen saturation and LFCT at a hospital.
<第2実施形態>
第1実施形態では、経過観察時間T3を固定値とした。しかしながら、被測定者のLFCTを測定するためには、被測定者が呼吸を再開してから酸素飽和度の変曲点が検出されるまで酸素飽和度の測定を行えばよい。
Second Embodiment
In the first embodiment, the follow-up observation time T3 is a fixed value. However, in order to measure the LFCT of the subject, the oxygen saturation may be measured from the time the subject resumes breathing until an inflection point in the oxygen saturation is detected.
したがって、第2実施形態では、最終のLFCTの測定回における酸素飽和度の変曲点の検出状況に応じて経過観察時間T3を可変する制御を行う生体情報測定装置10について説明する。 Therefore, in the second embodiment, we will describe a biological information measurement device 10 that performs control to vary the follow-up observation time T3 depending on the detection status of the oxygen saturation inflection point in the final LFCT measurement.
図13は、図9に示した第1実施形態に係る生体情報測定処理に引き続いて、CPU21によって実行される生体情報測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Figure 13 is a flowchart showing an example of the flow of the biological information measurement process executed by the CPU 21 following the biological information measurement process according to the first embodiment shown in Figure 9.
生体情報測定装置10は測定開始の指示を受け付けると酸素飽和度の測定を開始し、測定した酸素飽和度を、例えばRAM23に記憶する。 When the biological information measurement device 10 receives an instruction to start measurement, it begins measuring oxygen saturation and stores the measured oxygen saturation in, for example, RAM 23.
なお、第2実施形態に係る生体情報測定装置10も第1実施形態に係る生体情報測定装置10と同じく、1回の測定開始の指示に対してLFCTの測定を2回連続して行うものとする。 Note that, like the biological information measurement device 10 according to the first embodiment, the biological information measurement device 10 according to the second embodiment also performs two consecutive LFCT measurements in response to a single measurement start instruction.
図9に示した生体情報測定処理のステップS160において、被測定者の2回目の呼吸の停止と共に起動したタイマTM1が呼吸停止時間T1に達したと判定された場合には図13のステップS300に移行する。 In step S160 of the biological information measurement process shown in Figure 9, if it is determined that timer TM1, which was started when the subject stopped breathing for the second time, has reached breathing cessation time T1, the process proceeds to step S300 in Figure 13.
2回目の呼吸停止時間T1の計測が終了したことから、ステップS300において、CPU21は、タイマTM1を停止する。 Now that the second measurement of the breathing hold time T1 has been completed, in step S300, the CPU 21 stops the timer TM1.
ステップS310において、CPU21は、被測定者に対して呼吸を再開するように通知する。これにより、被測定者は停止していた呼吸を再開する。 In step S310, the CPU 21 notifies the subject to resume breathing. This causes the subject to resume breathing.
被測定者が呼吸を再開したことにより、ステップS320において、CPU21は、2回目、すなわち、最終のLFCTの測定回における酸素飽和度の経過観察を開始する。 When the subject resumes breathing, in step S320, the CPU 21 begins monitoring the oxygen saturation level during the second, or final, LFCT measurement.
ステップS330において、CPU21は、経過観察中における酸素飽和度の変化を取得し、被測定者における酸素飽和度の変曲点を検出したか否かを判定する。酸素飽和度の変曲点が検出されていない場合には、酸素飽和度の変曲点を検出するまでステップS330の判定処理を繰り返し実行する。一方、酸素飽和度の変曲点を検出した場合にはステップS340に移行する。 In step S330, the CPU 21 acquires changes in oxygen saturation during follow-up and determines whether an inflection point in the subject's oxygen saturation has been detected. If an inflection point in oxygen saturation has not been detected, the determination process of step S330 is repeated until an inflection point in oxygen saturation is detected. On the other hand, if an inflection point in oxygen saturation has been detected, the process proceeds to step S340.
ステップS340において、CPU21は、被測定者が呼吸を再開した時刻t5から酸素飽和度の変曲点が現れた時刻t60までの時間を測定して、2回目のLFCTの測定結果とする。 In step S340, the CPU 21 measures the time from time t5 when the subject resumes breathing to time t60 when an inflection point of oxygen saturation appears, and sets this as the second LFCT measurement result.
ステップS350において、CPU21は、ステップS340で測定した2回目のLFCTの測定結果を、例えば表示ユニット28に表示してユーザに通知する。 In step S350, the CPU 21 notifies the user of the second LFCT measurement result measured in step S340, for example, by displaying it on the display unit 28.
ステップS360において、CPU21は、図9のステップS140で取得した1回目のLFCT、及びステップS340で測定した2回目のLFCTを、例えばLFCTと心拍出量の関係を表す予め求められた演算式に代入して、各々の測定回における心拍出量を測定する。 In step S360, the CPU 21 substitutes the first LFCT obtained in step S140 of FIG. 9 and the second LFCT measured in step S340 into a predetermined equation that represents the relationship between LFCT and cardiac output, for example, to measure the cardiac output for each measurement.
以上により、CPU21は、図9及び図13に示した第2実施形態に係る生体情報測定処理を終了する。 The CPU 21 then ends the biological information measurement process according to the second embodiment shown in Figures 9 and 13.
すなわち、第2実施形態に係る生体情報測定装置10のCPU21は、最終のLFCTの測定回において、被測定者が呼吸を再開してから酸素飽和度の変曲点が検出されるまでの期間を経過観察時間T3とする制御を行う。 In other words, the CPU 21 of the biological information measurement device 10 according to the second embodiment performs control so that the period from when the subject resumes breathing until an inflection point in oxygen saturation is detected during the final LFCT measurement is the follow-up observation time T3.
図14は、最終のLFCTの測定において、被測定者の酸素飽和度の変曲点が、被測定者が呼吸を再開した時刻t5から予め定められた経過観察時間T3、すなわち、変更前の経過観察時間T3が経過する前までに検出された場合における被測定者の酸素飽和度の時間変化例を表すグラフである。 FIG. 14 is a graph showing an example of the change in the oxygen saturation of a subject over time when, in the final LFCT measurement, the inflection point of the subject's oxygen saturation is detected from the time t5 when the subject resumes breathing until the predetermined follow-up observation time T3, i.e., before the pre-change follow-up observation time T3, has elapsed.
図14に示すように、酸素飽和度の変曲点が現れた時刻t60が、時刻t5から変更前の経過観察時間T3が経過した時刻t6より前である場合、経過観察時間T3は時刻t5から時刻t60までの期間に短縮される。図14に示す例では、短縮後の経過観察時間T3をハッチングで表している。 As shown in Figure 14, if the time t60 at which an inflection point in oxygen saturation appears is before time t6, which is the time from time t5 to the original follow-up observation time T3 , the follow-up observation time T3 is shortened to the period from time t5 to time t60 . In the example shown in Figure 14, the shortened follow-up observation time T3 is indicated by hatching.
すなわち、第2実施形態に係る生体情報測定装置10は、変更前の予め定めた経過観察時間T3が経過してから2回目のLFCTの測定を終了する場合に比べて、ユーザから測定開始の指示を受け付けてから最終のLFCTの測定回が終了するまでに要する時間を短縮することができる。 In other words, the biological information measuring device 10 according to the second embodiment can shorten the time required from receiving an instruction to start measurement from the user to completing the final LFCT measurement, compared to when the second LFCT measurement is completed after the pre-change predetermined follow-up observation time T3 has elapsed.
一方、図15は、2回目のLFCTの測定において、被測定者の酸素飽和度の変曲点が、被測定者が呼吸を再開した時刻t5から変更前の経過観察時間T3が経過した後に検出された場合における被測定者の酸素飽和度の時間変化例を表すグラフである。 On the other hand, Figure 15 is a graph showing an example of the change in the oxygen saturation level of the subject over time when, in the second LFCT measurement, the inflection point of the subject's oxygen saturation level is detected after the elapse of the pre-change follow-up observation time T3 from the time t5 when the subject resumed breathing.
図15に示すように、酸素飽和度の変曲点が現れた時刻t60が、時刻t5から変更前の経過観察時間T3が経過した時刻t6より後ろである場合、経過観察時間T3は時刻t5から時刻t60までの期間に延長される。図15に示す例では、延長後の経過観察時間T3をハッチングで表している。 As shown in Figure 15, if the time t60 at which an inflection point in oxygen saturation appears is after time t6, which is the time from time t5 to the original follow-up observation time T3 , the follow-up observation time T3 is extended to the period from time t5 to time t60 . In the example shown in Figure 15, the extended follow-up observation time T3 is indicated by hatching.
呼吸を繰り返し停止すると、前半のLFCTの測定回よりも後半のLFCTの測定回の方が酸素飽和度の変曲点が遅れて現れることがある。 If breathing is repeatedly stopped, the oxygen saturation inflection point may appear later in the later LFCT measurements than in the earlier LFCT measurements.
すなわち、第2実施形態に係る生体情報測定装置10は、最終のLFCTの測定において、酸素飽和度の変曲点が、変更前の経過観察時間T3の経過後に現れたとしても、LFCTの測定を途中で打ち切らなくても済む。したがって、経過観察時間T3の長さを調整しない場合に比べて、被測定者のLFCTを精度よく測定することができる。 In other words, the biological information measurement device 10 according to the second embodiment does not have to abort the LFCT measurement midway through, even if the oxygen saturation inflection point appears after the elapse of the pre-change follow-up observation time T3 during the final LFCT measurement. Therefore, the LFCT of the subject can be measured more accurately than when the length of the follow-up observation time T3 is not adjusted.
なお、第2実施形態では、最終のLFCTの測定回に、被測定者が呼吸を再開してから酸素飽和度の変曲点を検出するまでの期間を経過観察時間T3とする制御例について説明した。生体情報測定装置10のCPU21は、このように経過観察時間T3を酸素飽和度の変曲点の検出にあわせて可変する制御を、最終のLFCTの測定回とは異なる他のLFCTの測定回にも適用してもよい。この場合、ユーザは酸素飽和度の変曲点の検出にあわせて経過観察時間T3を可変する測定回を設定してもよい。 In the second embodiment, a control example was described in which the period from when the subject resumes breathing until an inflection point in oxygen saturation is detected in the final LFCT measurement is set as the follow-up observation time T3. The CPU 21 of the biological information measurement device 10 may also apply this control of varying the follow-up observation time T3 in accordance with the detection of an inflection point in oxygen saturation to other LFCT measurements other than the final LFCT measurement. In this case, the user may set a measurement in which the follow-up observation time T3 is varied in accordance with the detection of an inflection point in oxygen saturation.
<変形例>
第1実施形態及び第2実施形態に対する各種変形例について説明する。
<Modification>
Various modifications of the first and second embodiments will be described.
生体情報測定装置10のCPU21は、呼吸調整時間T2を固定値とするのではなく、被測定者におけるLFCTの測定状況に応じて呼吸調整時間T2を変動させてもよい。 The CPU 21 of the biological information measuring device 10 may vary the breathing adjustment time T2 depending on the measurement status of the subject's LFCT, rather than setting the breathing adjustment time T2 to a fixed value.
例えば、被測定者が呼吸を繰り返し停止した場合、各々の呼吸停止の時間が同じであったとしても、後になるほど呼吸を停止するのが苦しくなる傾向が見られる。したがって、CPU21は、同じ被測定者に対するLFCTの測定回が最終の測定回に近づくほど、呼吸調整時間T2が長くなるように調整する制御を行ってもよい。 For example, if a subject repeatedly stops breathing, even if the duration of each breath stop is the same, the longer the breath stop, the more difficult it tends to be. Therefore, the CPU 21 may perform control to adjust the breathing adjustment time T2 so that it becomes longer as the LFCT measurement for the same subject approaches the final measurement.
被測定者における呼吸の苦しさが増すほど、固定された呼吸調整時間T2の終了時の酸素飽和度、すなわち、呼吸停止前の酸素飽和度が低下することがある。したがって、CPU21は、LFCTの測定回毎に、直前のLFCTの測定回における呼吸停止前の酸素飽和度の低下率を用いて、呼吸調整時間T2の延長率を設定してもよい。例えばCPU21は、直前のLFCTの測定回における呼吸停止前の酸素飽和度の低下率を、次のLFCTの測定回における呼吸調整時間T2の延長率としてもよい。 As the subject's breathing becomes more difficult, the oxygen saturation at the end of the fixed breathing adjustment time T2, i.e., the oxygen saturation before breathing stops, may decrease. Therefore, for each LFCT measurement, the CPU 21 may set the extension rate of the breathing adjustment time T2 using the rate of decrease in oxygen saturation before breathing stops in the immediately preceding LFCT measurement. For example, the CPU 21 may use the rate of decrease in oxygen saturation before breathing stops in the immediately preceding LFCT measurement as the extension rate of the breathing adjustment time T2 for the next LFCT measurement.
なお、CPU21は、LFCTの各測定回における呼吸調整時間T2を直前のLFCTの測定回における呼吸調整時間T2よりも長くする必要はない。例えば、予め定めた途中のLFCTの測定回(「途中測定回」という)に達するまでの各測定回における呼吸調整時間T2は同じにして、途中測定回を超えた後のLFCTの各測定回における呼吸調整時間T2を、途中測定回以前のLFCTの各測定回における呼吸調整時間T2よりも長くするようにしてもよい。 Note that the CPU 21 does not need to make the breathing adjustment time T2 for each LFCT measurement longer than the breathing adjustment time T2 for the immediately preceding LFCT measurement. For example, the breathing adjustment time T2 for each measurement up to a predetermined intermediate LFCT measurement (referred to as an "intermediate measurement") may be the same, and the breathing adjustment time T2 for each LFCT measurement after the intermediate measurement may be longer than the breathing adjustment time T2 for each LFCT measurement before the intermediate measurement.
また、CPU21は、呼吸停止時間T1を固定値とするのではなく、被測定者におけるLFCTの測定状況に応じて呼吸停止時間T1を変動させてもよい。 In addition, rather than setting the breath-hold time T1 to a fixed value, the CPU 21 may vary the breath-hold time T1 depending on the measurement conditions of the subject's LFCT.
既に説明したように、被測定者は、最終のLFCTの測定回に近づくほど呼吸を停止するのが苦しくなる傾向が見られる。これに対して、上記の例では呼吸調整時間T2の長さを調整したが、CPU21は、同じ被測定者に対するLFCTの測定回が最終の測定回に近づくほど、呼吸停止時間T1を短くするように調整する制御を行ってもよい。 As already explained, subjects tend to find it more difficult to hold their breath as the final LFCT measurement approaches. In response to this, the length of the breathing adjustment time T2 was adjusted in the above example, but the CPU 21 may also perform control to adjust the breathing hold time T1 so that it is shorter as the LFCT measurement for the same subject approaches the final measurement.
この場合、CPU21は、LFCTの測定回毎に、直前のLFCTの測定回における平時の酸素飽和度の低下率を用いて、呼吸停止時間T1の短縮率を設定してもよい。例えばCPU21は、直前のLFCTの測定回における呼吸停止前の酸素飽和度の低下率を、次のLFCTの測定回における呼吸停止時間T1の短縮率としてもよい。 In this case, the CPU 21 may set the shortening rate of the breathing hold time T1 for each LFCT measurement using the rate of decrease in oxygen saturation during normal times in the immediately preceding LFCT measurement. For example, the CPU 21 may use the rate of decrease in oxygen saturation before breathing hold in the immediately preceding LFCT measurement as the shortening rate of the breathing hold time T1 in the next LFCT measurement.
なお、呼吸を停止していた被測定者が呼吸を再開してから、酸素飽和度の変曲点が現れるまでの時間に個人差があることを既に説明したが、変曲点における酸素飽和度の値にも個人差があり、ばらつきが生じる。したがって、呼吸停止時間T1は、できるだけ多くの被測定者において、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Hを下回るような長さに設定されている。 As mentioned above, there are individual differences in the time it takes for an oxygen saturation inflection point to appear after a subject resumes breathing. The oxygen saturation value at the inflection point also varies from person to person, resulting in variability. Therefore, the breathing hold time T1 is set to a length that will cause the oxygen saturation value at the inflection point to fall below the oxygen saturation reference value H for as many subjects as possible.
しかしながら、被測定者の中には、例えば体調の変化により、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Hを下回らないような被測定者も存在する。こうした被測定者に対して測定したLFCTの精度は、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Hを下回った状態で測定したLFCTの精度よりも低下することがある。 However, there are some subjects whose oxygen saturation inflection point does not fall below the oxygen saturation reference value H, for example, due to changes in their physical condition. The accuracy of the LFCT measured for such subjects may be lower than the accuracy of the LFCT measured when the oxygen saturation inflection point falls below the oxygen saturation reference value H.
一方、被測定者の中には、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Hを必要以上に下回るような被測定者も存在する。こうした被測定者に対して測定したLFCTの精度は、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Hと同じになった状態で測定したLFCTの精度と変わらないことがある。 On the other hand, there are some subjects whose oxygen saturation inflection point value is lower than the oxygen saturation reference value H by a significant amount. The accuracy of the LFCT measured on such subjects may not be different from the accuracy of the LFCT measured when the oxygen saturation inflection point value is the same as the oxygen saturation reference value H.
こうした、酸素飽和度の変曲点における値は、呼吸の停止時間の長さによって変動する。したがって、CPU21は、被測定者の酸素飽和度の最低値、すなわち、酸素飽和度の変曲点における値と、酸素飽和度の基準値Hとの差分に応じて、呼吸停止時間T1を変動させる制御を行ってもよい。 The value at the oxygen saturation inflection point varies depending on the length of the breathing pause time. Therefore, the CPU 21 may perform control to vary the breathing pause time T1 according to the difference between the subject's minimum oxygen saturation value, i.e., the value at the oxygen saturation inflection point, and the oxygen saturation reference value H.
図16は、酸素飽和度の変曲点における値と、酸素飽和度の基準値Hとの差分の一例を示す図である。図16における酸素飽和度曲線30は、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Hを下回っていない例を示しており、酸素飽和度曲線32は、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Hを下回っている例を示している。また、差分e1は、酸素飽和度曲線30における変曲点と、酸素飽和度の基準値Hとの差分を表し、差分e2は、酸素飽和度曲線32における変曲点と、酸素飽和度の基準値Hとの差分を表している。 Figure 16 is a diagram showing an example of the difference between the value at an oxygen saturation inflection point and the oxygen saturation reference value H. Oxygen saturation curve 30 in Figure 16 shows an example in which the value at the oxygen saturation inflection point is not below the oxygen saturation reference value H, while oxygen saturation curve 32 shows an example in which the value at the oxygen saturation inflection point is below the oxygen saturation reference value H. Furthermore, difference e1 represents the difference between the inflection point on oxygen saturation curve 30 and the oxygen saturation reference value H, and difference e2 represents the difference between the inflection point on oxygen saturation curve 32 and the oxygen saturation reference value H.
CPU21は、酸素飽和度曲線30のように、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Hを下回らない被測定者に対しては、酸素飽和度の変曲点における値と、酸素飽和度の基準値Hとの差分が大きくなるほど、酸素飽和度の変曲点が酸素飽和度の基準値Hを下回るように、呼吸停止時間T1を予め設定されていた呼吸停止時間T1より長くする。呼吸停止時間T1を予め設定されていた呼吸停止時間T1より長くすることで、呼吸停止時間T1の延長前に比べてLFCTの測定精度が向上する。 For a subject whose oxygen saturation value at the inflection point does not fall below the oxygen saturation reference value H, as in the oxygen saturation curve 30, the CPU 21 lengthens the breath-hold time T1 from the preset breath-hold time T1 as the difference between the oxygen saturation value at the inflection point and the oxygen saturation reference value H increases, so that the oxygen saturation inflection point falls below the oxygen saturation reference value H. By lengthening the breath-hold time T1 from the preset breath-hold time T1, the accuracy of the LFCT measurement is improved compared to before the breath-hold time T1 was extended.
また、CPU21は、酸素飽和度曲線32のように、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Hを必要以上に下回る被測定者に対しては、酸素飽和度の変曲点における値と、酸素飽和度の基準値Hとの差分が大きくなるほど、酸素飽和度の変曲点が酸素飽和度の基準値Hを下回り、かつ、酸素飽和度の変曲点が酸素飽和度の基準値Hに近づくように、呼吸停止時間T1を、予め設定されていた呼吸停止時間T1より短くする。呼吸停止時間T1を予め設定されていた呼吸停止時間T1より短くすることで、LFCTの測定精度を維持したまま、呼吸停止時間T1の短縮前に比べてLFCTの測定に要する時間が短縮されることになる。 Furthermore, for a subject whose oxygen saturation value at the inflection point is lower than the oxygen saturation reference value H by an unnecessarily large amount, as in the oxygen saturation curve 32, the CPU 21 shortens the breath-hold time T1 from the preset breath-hold time T1 so that the oxygen saturation inflection point falls below the oxygen saturation reference value H and approaches the oxygen saturation reference value H as the difference between the oxygen saturation value at the inflection point and the oxygen saturation reference value H increases. By shortening the breath-hold time T1 from the preset breath-hold time T1, the time required to measure the LFCT is reduced compared to before the breath-hold time T1 was shortened, while maintaining the accuracy of the LFCT measurement.
以上、実施形態を用いて生体情報測定装置10の一態様について説明したが、開示した生体情報測定装置10の形態は一例であり、生体情報測定装置10の形態は実施形態に記載の範囲に限定されない。本開示の要旨を逸脱しない範囲で実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、当該変更又は改良を加えた形態も開示の技術的範囲に含まれる。例えば、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、第1実施形態及び第2実施形態に示した生体情報測定処理の順序を変更してもよい。 The above describes one aspect of the biological information measuring device 10 using an embodiment, but the disclosed form of the biological information measuring device 10 is just one example, and the form of the biological information measuring device 10 is not limited to the scope described in the embodiment. Various modifications or improvements can be made to the embodiment without departing from the gist of this disclosure, and forms incorporating such modifications or improvements are also included in the technical scope of the disclosure. For example, the order of the biological information measurement process shown in the first and second embodiments may be changed without departing from the gist of this disclosure.
また、上記の実施形態では、一例として生体情報測定処理をソフトウエアで実現する形態について説明した。しかしながら、図9及び図10、並びに、図9及び図13に示した生体情報測定処理と同等の処理をハードウエアで処理させるようにしてもよい。この場合、生体情報測定処理をソフトウエアで実現した場合と比較して処理の高速化が図られる。 Furthermore, in the above embodiment, an example has been described in which the biological information measurement process is implemented by software. However, processing equivalent to the biological information measurement process shown in Figures 9 and 10, and Figures 9 and 13, may also be performed by hardware. In this case, processing can be performed faster than when the biological information measurement process is implemented by software.
上記の実施形態において、プロセッサとは広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ(例えばCPU21)や、専用のプロセッサ(例えば GPU:Graphics Processing Unit、ASIC:Application Specific Integrated Circuit、FPGA:Field Programmable Gate Array、プログラマブル論理デバイス、等)を含むものである。 In the above embodiment, the term "processor" refers to a processor in a broad sense, including general-purpose processors (e.g., CPU 21) and dedicated processors (e.g., GPU: Graphics Processing Unit, ASIC: Application Specific Integrated Circuit, FPGA: Field Programmable Gate Array, programmable logic device, etc.).
また、上記の実施形態におけるプロセッサの動作は、1つのプロセッサによって成すのみでなく、物理的に離れた位置に存在する複数のプロセッサが協働して成すものであってもよい。また、プロセッサの各動作の順序は上記の実施形態において記載した順序のみに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。 Furthermore, the processor operations in the above embodiments may not only be performed by a single processor, but may also be performed by multiple processors located in physically separate locations working together. Furthermore, the order of the processor operations is not limited to the order described in the above embodiments, and may be changed as appropriate.
上記の実施形態では、ROM22に生体情報測定プログラムが記憶されている例について説明したが、生体情報測定プログラムの記憶先はROM22に限定されない。本開示の生体情報測定プログラムは、コンピュータ20で読み取り可能な記憶媒体に記録された形態で提供することも可能である。例えば生体情報測定プログラムをCD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)及びDVD-ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory)のような光ディスクに記録した形態で提供してもよい。また、生体情報測定プログラムを、USB(Universal Serial Bus)メモリ及びメモリカードのような可搬型の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。 In the above embodiment, an example was described in which the biological information measurement program is stored in ROM 22, but the storage location of the biological information measurement program is not limited to ROM 22. The biological information measurement program of the present disclosure can also be provided in a form recorded on a storage medium readable by computer 20. For example, the biological information measurement program may be provided in a form recorded on an optical disc such as a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) or a DVD-ROM (Digital Versatile Disk Read Only Memory). The biological information measurement program may also be provided in a form recorded on a portable semiconductor memory such as a USB (Universal Serial Bus) memory or a memory card.
ROM22、不揮発性メモリ24、CD-ROM、DVD-ROM、USB、及びメモリカードは非一時的(non-transitory)記憶媒体の一例である。 ROM 22, non-volatile memory 24, CD-ROM, DVD-ROM, USB, and memory cards are examples of non-transitory storage media.
更に、生体情報測定装置10は、通信ユニット29と通信回線で接続された外部装置から生体情報測定プログラムをダウンロードし、ダウンロードした生体情報測定プログラムを非一時的記憶媒体に記憶してもよい。この場合、生体情報測定装置10のCPU21は、外部装置からダウンロードした生体情報測定プログラムを非一時的記憶媒体から読み込んで生体情報測定処理を実行する。 Furthermore, the biological information measurement device 10 may download a biological information measurement program from an external device connected to the communication unit 29 via a communication line and store the downloaded biological information measurement program in a non-transitory storage medium. In this case, the CPU 21 of the biological information measurement device 10 reads the biological information measurement program downloaded from the external device from the non-transitory storage medium and executes the biological information measurement process.
1、1A、1B 発光素子
3 受光素子
4 動脈
5 静脈
6 毛細血管
8 生体
10 生体情報測定装置
11 光電センサ
12 脈波処理部
13 酸素飽和度測定部
14 酸素循環時間測定部
15 心拍出量測定部
16 タイマ部
17 通知部
20 コンピュータ
21 CPU
22 ROM
23 RAM
24 不揮発性メモリ
25 I/O
26 バス
27 入力ユニット
28 表示ユニット
29 通信ユニット
30、32 酸素飽和度曲線
94 矢印
96、97 吸光量曲線
98 赤色領域
99 赤外線領域
H 基準値
S 酸素飽和度
T1 呼吸停止時間
T2 呼吸調整時間
T3 経過観察時間
TM1、TM2、TM3 タイマ
e1、e2 差分
1, 1A, 1B Light-emitting element 3 Light-receiving element 4 Artery 5 Vein 6 Capillary 8 Living body 10 Biological information measuring device 11 Photoelectric sensor 12 Pulse wave processing unit 13 Oxygen saturation measuring unit 14 Oxygen circulation time measuring unit 15 Cardiac output measuring unit 16 Timer unit 17 Notification unit 20 Computer 21 CPU
22 ROM
23 RAM
24 Non-volatile memory 25 I/O
26 Bus 27 Input unit 28 Display unit 29 Communication units 30, 32 Oxygen saturation curve 94 Arrows 96, 97 Light absorption curve 98 Red area 99 Infrared area H Reference value S Oxygen saturation T1 Breathing stop time T2 Breathing adjustment time T3 Follow-up observation times TM1, TM2, TM3 Timers e1, e2 Difference
Claims (9)
前記プロセッサは、
被測定者の体内に張り巡らされている動脈、静脈、及び毛細血管を酸素循環するのにかかる時間である酸素循環に要する時間であって、前記被測定者が一旦停止させた呼吸を再開してから、前記被測定者の血中の酸素飽和度が減少から増加に転じる変曲点が検出されるまでの時間である酸素循環時間の測定を連続して複数回行う場合、前記被測定者が呼吸を再開してからの経過時間が、前記被測定者の血中の酸素飽和度を観察する期間として予め定めた長さに設定された酸素循環時間の測定期間に達する前に、前記被測定者に呼吸の再開が指示されてから次の測定回で酸素循環時間の測定を行うための準備行動である呼吸の停止が再度指示されるまでの時間であって、前記被測定者における酸素循環時間の測定期間よりも短い時間に設定された呼吸調整時間に達した場合、前記被測定者に対して呼吸の停止を行うように通知する
生体情報測定装置。 a processor;
The processor:
A biological information measuring device that, when measuring the oxygen circulation time, which is the time required for oxygen to circulate through the arteries, veins, and capillaries that are distributed throughout the body of a person being measured, and which is the time from when the person resumes breathing after having stopped it until an inflection point at which the oxygen saturation in the person's blood changes from decreasing to increasing is detected , continuously multiple times , notifies the person being measured to stop breathing if the elapsed time since the person being measured resumed breathing reaches a breathing adjustment time, which is the time from when the person is instructed to resume breathing until when the person is again instructed to stop breathing, as a preparatory action for measuring the oxygen circulation time in the next measurement, and which is set to a time shorter than the measurement period of the oxygen circulation time of the person being measured, before reaching a measurement period of the oxygen circulation time that is set to a predetermined length as a period for observing the oxygen saturation in the person 's blood.
請求項1に記載の生体情報測定装置。 The biological information measurement device according to claim 1 , wherein the processor varies the respiration adjustment time in accordance with a measurement status of an oxygen circulation time of the measurement subject.
請求項2に記載の生体情報測定装置。 The biological information measurement device according to claim 2 , wherein the processor controls the breathing adjustment time so that the breathing adjustment time becomes longer as the measurement of the oxygen circulation time of the subject approaches the final measurement.
請求項2に記載の生体情報測定装置。 The biological information measuring device according to claim 2 , wherein the processor performs control to set the breathing adjustment time to the period from when the subject, who has stopped breathing, is instructed to resume breathing until when the inflection point is detected.
請求項4に記載の生体情報測定装置。 The biological information measuring device according to claim 4 , wherein the processor controls the measurement of the oxygen circulation time so as not to end until the inflection point is detected in the final measurement of the oxygen circulation time for the subject.
請求項1~請求項5の何れか1項に記載の生体情報測定装置。 The processor controls the breathing hold time, which is the period from when the subject is instructed to stop breathing to when the subject is instructed to resume breathing, so as the measurement of the subject's oxygen circulation time approaches the final measurement. A biological information measuring device as described in any one of claims 1 to 5.
請求項1~請求項5の何れか1項に記載の生体情報測定装置。 The processor varies the breathing stop time, which is the period from when the subject is instructed to stop breathing to when the subject is instructed to resume breathing, depending on the difference between the lowest oxygen saturation value in the subject's blood and a predetermined oxygen saturation reference value that specifies the lowest oxygen saturation value required for measuring oxygen circulation time. A biological information measuring device as described in any one of claims 1 to 5.
請求項7に記載の生体情報測定装置。 The biological information measuring device according to claim 7 , wherein the processor shortens the breath-hold time as the difference increases when the minimum value is equal to or less than the reference value, and lengthens the breath-hold time as the difference increases when the minimum value exceeds the reference value.
生体情報測定プログラム。 A biological information measurement program for causing a computer to execute a process of notifying the subject to stop breathing when the elapsed time since the subject resumed breathing reaches a breathing adjustment time, which is the time from when the subject is instructed to resume breathing to when the subject is again instructed to stop breathing, as a preparatory action for measuring the oxygen circulation time in the next measurement, before reaching a measurement period for the oxygen circulation time set to a predetermined length as a period for observing the subject's blood oxygen saturation, in the case where the measurement of the oxygen circulation time is performed multiple times in succession, the program notifying the subject to stop breathing when the elapsed time since the subject resumed breathing reaches a breathing adjustment time, which is the time from when the subject is instructed to resume breathing to when the subject is again instructed to stop breathing, as a preparatory action for measuring the oxygen circulation time in the next measurement, before reaching a measurement period for the oxygen circulation time set to a predetermined length as a period for observing the subject's blood oxygen saturation.
Priority Applications (2)
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