JP2005065888A - Blood vessel access monitoring method and medical device - Google Patents
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Abstract
【課題】血管アクセスを伴って体外に存在する血液或いは輸液の圧力波形の中から脈拍に起因する圧力波形だけを抽出して血管アクセスの異常を検出する場合、様々な圧力波形が混在する中から脈拍に起因する圧力波形のみを確実に抽出することは極めて困難である。
【解決手段】独立して測定した脈拍に起因する圧力波形と、様々な圧力波形を含む血液或いは輸液の圧力波形とを乗算して得られる波形の中の直流成分の存在を検出することにより、血管カニューレの脱落など血管アクセスの異常を確実に検出できる。
【選択図】図2
To detect abnormalities in vascular access by extracting only the pressure waveform caused by the pulse from the blood or infusion pressure waveform existing outside the body with vascular access, from various pressure waveforms mixed It is extremely difficult to reliably extract only the pressure waveform resulting from the pulse.
By detecting the presence of a direct current component in a waveform obtained by multiplying a pressure waveform caused by an independently measured pulse and a pressure waveform of blood or infusion containing various pressure waveforms, Abnormalities in vascular access such as vascular cannula dropout can be reliably detected.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、透析装置、人工心肺装置、輸液ポンプなどの医療装置における患者への血管アクセスの監視方法およびそれを応用した医療装置に関する。 The present invention relates to a method for monitoring vascular access to a patient in a medical device such as a dialysis device, a heart-lung machine, and an infusion pump, and a medical device to which the method is applied.
血管アクセスを経由して患者の血管に液体を移動或いは循環させる医療装置として透析装置や人工心肺装置或いは輸液ポンプなどが知られている。例えば、透析装置を例に取れば、血管アクセスを経由して患者の血管に結合され、前記血管へ移動する液体とは血液のことで、一度体外へ移動した血液を透析装置を使って血液中の老廃物を除去して、濾過した血液を再び体内に戻して血液を循環させるシステムになっている。また、輸液ポンプであれば、血管アクセスを経由して患者の血管に結合され、前記血管へ移動する液体とは液体の薬や栄養液などに相当し、薬や栄養液が血管アクセスを介して患者の体内に注入するシステムになっている。 As medical devices that move or circulate liquids through a blood vessel access to a patient's blood vessels, dialysis devices, cardiopulmonary devices, infusion pumps, and the like are known. For example, taking a dialysis machine as an example, the liquid that is connected to the patient's blood vessel via vascular access and moves to the blood vessel is blood. It is a system that removes the waste products and returns the filtered blood to the body to circulate the blood. In the case of an infusion pump, the liquid that is connected to the patient's blood vessel via the vascular access and moves to the blood vessel corresponds to a liquid medicine or nutrient solution, and the medicine or nutrient solution is transferred via the vascular access. The system is injected into the patient's body.
ここで、透析装置について詳細に説明する。まず、血管カニューレ(針)を血管に挿入して血管アクセスを実現し、血管アクセスを介して血液ポンプの駆動によって患者の体内から導き出された液体、即ち血液がダイアライザーを通過することで、ダイアライザー内に配設された中空糸の外側を流れる透析液と中空糸の内側を流れる血液との浸透圧差や限外濾過によって、血液中の老廃物や水分が除去されて浄化される。そして、透析治療は、一般的に4〜5時間の長時間に亘って行われ、この治療期間中に透析患者は、睡眠をとったり、テレビをみたり、読書をしたりして過ごしている。 Here, the dialysis apparatus will be described in detail. First, a blood vessel cannula (needle) is inserted into a blood vessel to realize blood vessel access, and the liquid derived from the patient's body by driving a blood pump via the blood vessel access, that is, blood passes through the dialyzer, The waste and water in the blood are removed and purified by the osmotic pressure difference between the dialysate flowing outside the hollow fiber and the blood flowing inside the hollow fiber and ultrafiltration. The dialysis treatment is generally performed over a long period of 4 to 5 hours, and during this treatment period, the dialysis patient spends sleeping, watching TV, or reading.
しかし、睡眠中に寝返りを打ったりするために血管カニューレ(針)が脱落するなどの重大な事故が発生する恐れがある。例えば、静脈側の針が抜けると血液が流出しつづける恐れがあり、一方、動脈側の針が抜けると空気が血管に流入する危険があり、どちらにしても患者の安全にとって重大な問題となる。そのため、動脈側は気泡検出器で気泡を検出し、動脈側の針の脱落を検出するような対策をとっている。また、血管カニューレの脱落だけでなく、血管チューブの捩れによる透析血液の循環不良などの問題が発生することがある。 However, there is a risk that a serious accident such as dropping of a blood vessel cannula (needle) due to tumbling during sleep may occur. For example, if the needle on the venous side is removed, blood may continue to flow out. On the other hand, if the needle on the arterial side is removed, there is a risk of air flowing into the blood vessel, which is a serious problem for patient safety. . For this reason, the arterial side detects air bubbles with a bubble detector, and measures are taken to detect the dropout of the arterial needle. In addition to detachment of the vascular cannula, problems such as poor dialysis blood circulation due to twisting of the vascular tube may occur.
そこで、特許文献1において透析のための針の脱落を検知するための方法が開示されている。この方法によれば、心臓が発生する圧力波を透析される血液を介して圧力センサで検出し、その圧力波が検出されない場合は、針が脱落したとするものである。図5に動脈側および静脈側の圧力センサで観測された圧力波形の一例を示す。この圧力波形には、脈拍に起因する圧力波形だけでなく、血液ポンプなどに起因する圧力波形、或いは患者の寝返りなどで一時的に発生する外乱も混在しており、どのようにして脈拍に起因する圧力波形だけ選別するかが課題となっている。 Thus, Patent Document 1 discloses a method for detecting needle dropout for dialysis. According to this method, the pressure wave generated by the heart is detected by the pressure sensor through the blood to be dialyzed, and if the pressure wave is not detected, the needle has fallen off. FIG. 5 shows an example of pressure waveforms observed by the arterial and venous pressure sensors. This pressure waveform includes not only the pressure waveform caused by the pulse, but also the pressure waveform caused by the blood pump, etc., or disturbance that occurs temporarily due to the patient turning over, etc. The problem is whether to select only the pressure waveform to be used.
特許文献1の方法によれば、心臓が発生する圧力波形と血液ポンプが発生する圧力波形の周波数が異なるために帯域フィルタなどを利用して心臓に起因する圧力波形のみを抽出するという手段を取っている。 According to the method of Patent Document 1, since the frequency of the pressure waveform generated by the heart and the pressure waveform generated by the blood pump are different, a means for extracting only the pressure waveform caused by the heart using a bandpass filter or the like is employed. ing.
また、特許文献2の方法によれば、透析装置の透析液供給管並びに搬出管内にある弁が切り替わる際に、負の脈拍圧が生じ、その脈拍が圧力感知器によって測定される。針を刺した場合と抜いた場合に圧力波形の特徴的な変化を利用して、針の脱落を検出している。しかし、圧力波形の微妙な変化を捕らえて針の脱落を確実に検出することは困難である。
Further, according to the method of
また、特許文献3の方法によれば、透析装置で観測される動脈側圧力と静脈側圧力との加算圧力および差圧力の変化を判別式に入力し、判別式の出力と閾値とを比較して針の脱落を検出している。しかし、この方法では、透析中の静脈側圧力測定は外乱が大きく、誤検出を引起こしやすい。 Further, according to the method of Patent Document 3, changes in the addition pressure and the differential pressure between the arterial pressure and the venous pressure observed by the dialyzer are input to a discriminant, and the output of the discriminant is compared with a threshold value. The needle drop is detected. However, with this method, the venous pressure measurement during dialysis is highly disturbed and easily causes false detection.
上述した方法は、透析装置のような血管アクセスを介して移動する液体に印可される圧力を測定して得られる圧力波形を利用した血管アクセスの状態を監視する方法である。しかし、当該液体で観測される圧力波形には様々な要因の圧力波形が重ね合わさったものであったり、外乱も含むため、脈拍に起因する圧力波形のみを抽出することは極めて困難であり、よって誤検出が多く確実な血管アクセスの状態を監視することは困難である。 The above-described method is a method of monitoring the state of vascular access using a pressure waveform obtained by measuring the pressure applied to the fluid moving through the vascular access such as a dialysis machine. However, the pressure waveform observed in the liquid is a combination of the pressure waveforms of various factors and also includes disturbances, so it is extremely difficult to extract only the pressure waveform due to the pulse. It is difficult to monitor the state of reliable vascular access with many false detections.
本発明は上述のような事情から成されたものであり、本発明の目的は、血管アクセスを介して移動する液体の圧力を測定して得られた、様々な圧力波や外乱が混在する圧力波形の中に脈拍に起因する圧力波形が存在するか否かを判定して、脈拍に起因する圧力波形が消失したことによって、医療装置の血管アクセスに異常が発生したことを確実に監視できる方法を提供し、さらに当該方法を用いた医療装置を提供することにある。 The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is a pressure obtained by measuring the pressure of a liquid that moves through a vascular access and includes various pressure waves and disturbances. Method for determining whether or not there is a pressure waveform due to a pulse in the waveform, and reliably monitoring that an abnormality has occurred in the vascular access of the medical device due to the disappearance of the pressure waveform due to the pulse And a medical device using the method.
本発明は、血管アクセスを経由して患者の血管に結合され、前記血管へ液体を移動をさせるために圧力を加える機械装置を有する医療装置における血管アクセス監視方法に関するものであり、本発明の上記目的は、前記液体に印可される圧力の圧力波形、及び前記患者の脈拍に起因する圧力波形を測定し、前記液体の圧力波形と前記脈拍に起因する圧力波形とを乗算し、前記乗算した結果の波形から直流成分を取り出し、前記直流成分のレベルを判定することにより前記血管アクセスの異常を監視することによって達成される。また、本発明の上記目的は、前記液体の圧力波形を、動脈側の液体、又は静脈側の液体の少なくとも一方で測定することによって、より効果的に達成される。 The present invention relates to a blood vessel access monitoring method in a medical device that has a mechanical device that is coupled to a patient's blood vessel via vascular access and applies pressure to move fluid to the blood vessel. The purpose is to measure the pressure waveform of the pressure applied to the liquid and the pressure waveform resulting from the pulse of the patient, multiplying the pressure waveform of the liquid by the pressure waveform resulting from the pulse, and the result of the multiplication This is achieved by monitoring the abnormality in the vascular access by extracting the direct current component from the waveform and determining the level of the direct current component. The above-mentioned object of the present invention can be achieved more effectively by measuring the pressure waveform of the liquid at least one of an arterial liquid and a venous liquid.
また、本発明は、血管アクセスを経由して患者の血管に結合され、前記血管へ液体を移動をさせるために圧力を加える機械装置を有する医療装置に関するものであり、本発明の上記目的は、前記液体に印可される圧力の圧力波形を測定する第1の圧力検出手段と、前記患者の脈拍に起因する圧力波形を測定する第2の圧力検出手段と、前記液体の圧力波形と前記脈拍に起因する圧力波形との乗算をする乗算手段と、前記乗算手段の乗算結果から直流成分を抽出する直流成分抽出手段と、前記直流成分のレベルを測定して血管アクセスの異常を判定する判定手段と、からなる血管アクセス監視回路を備えたことによって達成される。また、本発明の上記目的は、前記第1の圧力検出手段が前記液体に印可される圧力の圧力波形を、動脈側の液体、又は静脈側の液体の圧力の少なくとも一方で測定することによって、より効果的に達成される。 The present invention also relates to a medical device having a mechanical device that is coupled to a patient's blood vessel via vascular access and applies pressure to move fluid to the blood vessel. First pressure detecting means for measuring a pressure waveform of pressure applied to the liquid, second pressure detecting means for measuring a pressure waveform caused by the pulse of the patient, pressure waveform of the liquid and the pulse Multiplying means for multiplying the resulting pressure waveform, direct current component extracting means for extracting a direct current component from the multiplication result of the multiplying means, and determining means for measuring a level of the direct current component to determine abnormalities in blood vessel access This is achieved by providing a vascular access monitoring circuit. Further, the object of the present invention is to measure the pressure waveform of the pressure applied to the liquid by the first pressure detecting means by measuring at least one of the pressure of the artery side liquid or the vein side liquid. Achieved more effectively.
本発明を用いれば、血管アクセスを介して移動する液体に印可される圧力を測定して得られる様々な要因の波形を含む圧力波形と、脈拍のみに起因する圧力波形とを乗算すると、当該液体の中に脈拍に起因した圧力波形が存在する場合のみ、乗算された波形に直流成分が形成されるので、直流成分の消失を検出することによって、血管カニューレの脱落など血管アクセスの異常を確実に検出できる血管アクセス監視方法およびそれを応用した医療装置を提供できる。 According to the present invention, when a pressure waveform including waveforms of various factors obtained by measuring a pressure applied to a liquid moving via a vascular access is multiplied by a pressure waveform caused only by a pulse, the liquid A DC component is formed in the multiplied waveform only when there is a pressure waveform due to the pulse in the tube, so by detecting the disappearance of the DC component, abnormalities in vascular access such as vascular cannula dropout can be ensured. It is possible to provide a blood vessel access monitoring method that can be detected and a medical device to which the method is applied.
まず、本発明の基本的な考えについて説明し、その後で具体的な実施例に付いて説明する。 First, the basic idea of the present invention will be described, and then specific examples will be described.
血管カニューレ(針)などを用いて患者の血管につながれ、患者の血管と医療装置とが、液体を満たしたチューブを介して接続されている場合、患者の脈拍に起因する圧力波は、当該液体の中を伝播する。よって、当該液体の中に脈拍に起因する圧力波が存在しなくなった場合は、血管カニューレの脱落など血管アクセスの異常と考えられる。当該液体の例としては、透析装置の患者の血液であったり、輸液ポンプであれば患者に注入する薬や栄養剤などが考えられる。 When connected to a patient's blood vessel using a blood vessel cannula (needle) or the like, and the patient's blood vessel and the medical device are connected via a tube filled with liquid, the pressure wave resulting from the patient's pulse Propagate through. Therefore, when the pressure wave due to the pulse does not exist in the liquid, it is considered that the blood vessel access is abnormal such as the drop of the blood vessel cannula. As an example of the liquid, blood of a patient in a dialysis machine, or a drug or nutrient to be injected into a patient if an infusion pump is considered.
しかし、当該液体には脈拍に起因する圧力波以外に、例えば透析装置などでは透析液循環ポンプ類の圧力波や、患者が不定期に体を動かした場合の当該液体に影響する圧力波なども含まれるので、脈拍に起因した圧力波だけを抽出することが困難である。そこで、本発明は、当該液体に印可される様々な圧力を測定して得られた圧力波形の中から脈拍に起因する圧力波形を抽出する代わりに、当該液体に印可される圧力を測定して得られた圧力波形の中に脈拍に起因する圧力波形が存在するか否かを検出している。 However, in addition to the pressure wave due to the pulse, for example, in the dialysis machine, the pressure wave of the dialysate circulation pumps, the pressure wave affecting the liquid when the patient moves the body irregularly, etc. Because it is included, it is difficult to extract only the pressure wave caused by the pulse. Therefore, the present invention measures the pressure applied to the liquid instead of extracting the pressure waveform resulting from the pulse from the pressure waveforms obtained by measuring various pressures applied to the liquid. It is detected whether or not the pressure waveform resulting from the pulse exists in the obtained pressure waveform.
その方法は、脈拍に起因する圧力波形を、例えば脈拍センサなどの検出手段を用いて独立して測定し、その圧力波形を参照して、当該液体に含まれる様々な圧力波形の中に脈拍に起因する圧力波形が存在するか否か検出する方法である。 In this method, a pressure waveform caused by a pulse is measured independently using a detection means such as a pulse sensor, and the pulse is included in various pressure waveforms contained in the liquid by referring to the pressure waveform. This is a method for detecting whether or not the resulting pressure waveform exists.
その検出方法について以下その理論を説明する。
一般的に、波形はフーリエ変換することによって、数1のように正弦波、或いは余弦波に展開できる。そして、血管アクセスに係る液体に印可される圧力の圧力波形も、脈拍に起因する圧力波形も、波形の一種であり、その波形も数1に示すように正弦波や余弦波の重ね合わせで表現できる。
The theory of the detection method will be described below.
In general, a waveform can be expanded into a sine wave or a cosine wave as shown in Equation 1 by Fourier transform. The pressure waveform of the pressure applied to the liquid related to the vascular access and the pressure waveform caused by the pulse are a kind of waveform, and the waveform is also expressed by superposition of a sine wave and a cosine wave as shown in Equation 1. it can.
よって、二つの波形を掛け算すると、数2のような正弦波と正弦波を乗算した項(sin(α)・sin(β))が発生するので、それを三角関数の積和の公式を用いて展開する。
Therefore, when the two waveforms are multiplied, a term (sin (α) · sin (β)) obtained by multiplying the sine wave and the sine wave as shown in
ここで、α=βであれば、cos(α―β)=1となり、cos(α―β)はαやβなどを含まない項、つまり、fαやfβを含まない直流成分となる。 Here, if α = β, cos (α−β) = 1, and cos (α−β) is a term that does not include α or β, that is, a direct current component that does not include f α or f β. .
ここで、fαを脈拍センサで検出した脈拍に起因する周波数とする。一方、fβを液体に含まれる圧力波の周波数成分とすると、fβには透析ポンプなどに起因する圧力波の周波数、患者の寝返りに起因する圧力波の周波数、或いは脈拍に起因する圧力波の周波数(fα)など様々な周波数が含まれる。 Here, f α is a frequency caused by the pulse detected by the pulse sensor. On the other hand, if f β is a frequency component of a pressure wave contained in the liquid, f β is a pressure wave frequency caused by a dialysis pump or the like, a pressure wave frequency caused by a patient turning over, or a pressure wave caused by a pulse. Various frequencies such as the frequency (f α ) are included.
しかし、当該液体に含まれる様々な圧力波の周波数fβの中で、参照周波数として用いた脈拍センサで検出した脈拍に起因する周波数fαと同じ周波数成分(fα=fβ、即ちα=β)をもつ圧力波は、患者の脈拍に起因する周波数fαのみである。つまり、参照として脈拍センサで検出した脈拍に起因する圧力波形と当該液体に設置した圧力センサで検出した圧力波形とを乗算して、その乗算した値の中に直流成分として抽出されるのは、当該液体に含まれる様々な圧力波形の中の脈拍に起因する圧力波形による乗算結果のみである。脈拍に起因しない周波数、例えば、透析ポンプなどに起因する周波数では、fα=fβ、即ちα=βの関係が成立しないので、乗算した結果の多項式の中の直流成分ではなく周波数成分を有する項として存在する。 However, among the various frequency f β of pressure waves contained in the liquid, the same frequency component (f α = f β , that is, α = the same as the frequency f α caused by the pulse detected by the pulse sensor used as the reference frequency. The pressure wave with β) is only the frequency f α due to the patient's pulse. That is, as a reference, the pressure waveform caused by the pulse detected by the pulse sensor is multiplied by the pressure waveform detected by the pressure sensor installed in the liquid, and the DC component is extracted from the multiplied value. It is only the multiplication result by the pressure waveform resulting from the pulse among the various pressure waveforms contained in the liquid. At a frequency not caused by a pulse, for example, a frequency caused by a dialysis pump or the like, the relationship of f α = f β , that is, α = β does not hold, and therefore has a frequency component instead of a direct current component in a polynomial obtained as a result of multiplication. It exists as a term.
よって、脈拍センサで検出した圧力波と当該液体の圧力波との乗算をして得られた多項式に、直流成分が存在する限りは、当該液体への血管アクセスが正常であり、つまり、血管カニューレの脱落や、血管チューブの捩れなど血管アクセスの異常が発生していないことを意味する。逆に、直流成分が有する項が存在しない場合は、血管カニューレなどの脱落により、当該液体に脈拍に起因する圧力波が伝播していないことを意味する。 Therefore, as long as a direct current component exists in the polynomial obtained by multiplying the pressure wave detected by the pulse sensor and the pressure wave of the liquid, vascular access to the liquid is normal. This means that there is no abnormality in vascular access such as omission or twisting of the vascular tube. On the contrary, when the term which DC component has does not exist, it means that the pressure wave resulting from the pulse does not propagate to the liquid due to the drop of the blood vessel cannula or the like.
よって、検出方法としては、脈拍センサで検出した脈拍に起因する圧力波形と当該液体に印可される圧力の圧力波形とを乗算をして得られた波形を、直流成分を抽出するためのローパスフィルタなどを通過させ、その直流成分の有無により血管アクセスの異常を検出する。 Therefore, as a detection method, a low-pass filter for extracting a DC component from a waveform obtained by multiplying the pressure waveform caused by the pulse detected by the pulse sensor and the pressure waveform of the pressure applied to the liquid. And the like, and abnormalities in blood vessel access are detected based on the presence or absence of the DC component.
この検出原理に基づいて実際の装置に適用した場合の実施例について以下説明する。 An embodiment when applied to an actual apparatus based on this detection principle will be described below.
まず、本発明を医療装置の一例である透析装置に適用した場合の実施例について図1および図2を参照して説明する。なお、透析装置においては、移動する液体とは患者の透析される血液が相当する。 First, an embodiment in which the present invention is applied to a dialysis apparatus that is an example of a medical apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the dialysis machine, the moving liquid corresponds to blood to be dialyzed by the patient.
図1は、透析装置の全体の構成図を示している。図1において、血管アクセスを介して移動する液体は、老廃物を含んだ透析前の血液、或いは透析後の血液ということになる。このような透析装置において、透析される患者の血液は、患者の動脈側血管に挿入された動脈カニューレ1から、血液チューブ2および動脈側ドリップチャンバ4を経由して、ダイアライザ6へ送られる。ダイアライザ6において、患者の血液に含まれる老廃物などが濾過され、老廃物が取り除かれた患者の血液は静脈側ドリップチャンバ8に送られ、さらに静脈側の血液チューブ2を介し、静脈側カニューレ10から患者の血管へと戻される。この血液の循環は血液ポンプ3によって強制的に行われている。血液の老廃物はダイアライザ6で透析液の方に移行し、老廃物を含んだ透析液は透析液チューブ13を伝わって輸送される。
FIG. 1 shows an overall configuration diagram of the dialysis machine. In FIG. 1, the liquid moving through the vascular access is blood before dialysis containing waste or blood after dialysis. In such a dialysis device, the blood of the patient to be dialyzed is sent from the arterial cannula 1 inserted into the patient's artery side blood vessel to the dialyzer 6 via the
このような体外循環血液回路を循環する血液に加わる圧力としては、血液ポンプ3による圧力が一番大きく、また、図示しない透析液循環ポンプによる圧力および患者の脈拍による圧力が重畳して存在する。また、患者が寝返りを打ったりすると発生する一時的外乱も含まれる。体外循環血液回路を循環する血液に印可されるこれらの圧力の圧力波形を測定する第1の圧力検出手段である動脈側圧力センサ5と静脈側圧力センサ9が、動脈側ドリップチャンバ4と静脈側ドリップチャンバ8にそれぞれ設置されている。そして、動脈側圧力センサ5と静脈側圧力センサ9で測定される圧力波形は、図5に示すような波形であり、その圧力波形には上述したように様々な要因の圧力を含んでいる。
As the pressure applied to the blood circulating in the extracorporeal circulation blood circuit, the pressure by the blood pump 3 is the largest, and the pressure by the dialysate circulation pump (not shown) and the pressure by the patient's pulse are superimposed. Also included are temporary disturbances that occur when the patient rolls over. The arterial
次に、動脈側圧力センサ5と静脈側圧力センサ9で得られた循環する血液の動脈側の圧力データは、透析装置の制御回路11に送られる。ポンプ制御回路12は、制御回路11からの指示による回転周波数に基づき血液ポンプ3を運転制御する。また、患者の脈拍に起因する圧力波形を検出する第2の圧力検出手段である脈拍センサ21が患者の腕に取り付けられている。
Next, the arterial pressure data of the circulating blood obtained by the
図2は、本実施例の構成を示す図である。その構成は、患者の腕に取り付けられた第2の圧力検出手段である脈拍センサ21の出力信号と透析装置に取り付けられた第1の圧力検出手段である静脈側圧力センサ9との出力信号とが乗算手段である掛け算器22に入力される。掛け算器22の出力が直流成分抽出手段であるローパスフィルター23(以下LPFと記す)に入力され、LPF23の出力は判定手段であるレベル検出器24に入力される。よって、実施例1の血管アクセス監視回路は脈拍センサ21、静脈側圧力センサ9、掛け算器22、LPF23およびレベル検出器24で構成されている。そして、掛け算器22、LPF23およびレベル検出器24は制御回路11の中に存在し、ハードウエアで構成することも可能であり、また、制御回路11がマイコンなどで構成されている場合には、ソフトウエアで構成することも可能である。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of this embodiment. The configuration is such that the output signal of the
このような構成における作用は、脈拍センサ21で脈拍に起因する圧力波形を測定し、他方、静脈側圧力センサ9で透析される循環血液の圧力波形が測定される。循環血液の圧力波形には脈拍に起因する圧力波形だけでなく、血液ポンプ3などの圧力波形や患者の寝返りなどの一時的な圧力波形が混在している。
In the operation in such a configuration, the pressure waveform caused by the pulse is measured by the
次に、前記脈拍に起因する圧力波形と透析される循環血液に印可される圧力の圧力波形とが掛け算器22に同期して入力され、両方の圧力波形が掛け算器22において乗算され、その出力がLPF23に入力される。LPF23は直流成分のみを通過させるので、掛け算器22の出力に直流成分が存在すればLPF23の出力にも直流成分が出力される。つまり、上述したように、透析される循環血液の圧力波の中に脈拍に起因する圧力波が存在すれば、乗算結果に直流成分が出力される。
Next, the pressure waveform resulting from the pulse and the pressure waveform of the pressure applied to the circulated blood to be dialyzed are input in synchronization with the
次に、LPF23の出力である直流成分はレベル検出器24に入力される。レベル検出器24を用いる理由は、直流成分を検出するためのものであると同時に、誤検出を防止するためのものである。つまり、純粋に直流成分のみを検出するだけであるならば、レベル検出器24の基準値Refが0でも良いが、誤検出を回避するために基準値をある程度のレベル(大きさ、或いは強度)にしておけば、小さなレベルのノイズなどがレベル検出器24に入力された場合でも誤検出を避けることができる。また、誤検出を避けるためにレベル検出器24に時間遅れ要素を持たせても良い。つまり、入力される直流成分が基準値以上になった時間が一定時間以上になって初めて循環血液中に脈拍に起因する圧力波が含まれていることの確認とすれば、大きなレベルのノイズが瞬間的にレベル検出器24に入力されても誤検出を回避できる。
Next, the DC component that is the output of the
図3は血管カニューレ10が脱落する前と後のLPF23の出力を示したものであるが、血管カニューレ10が脱落する前は直流成分が一定値以上存在していたが、時間t1で脱落すると直流成分が低下して最後は零になってしまう。レベル検出器24の基準値をRefに設定しておけば時間t2で血管カニューレ10の脱落や血管チューブ2の捩れなどの血管アクセスの異常を検出できる。ここで、基準値のレベルなどは医療装置が設置される場所のノイズ環境、或いは医療装置の対ノイズ耐性などによって決定される。
FIG. 3 shows the output of the
図2において、LPF23の出力である直流成分が基準値Ref以上あれば、血管アクセスは正常であることを意味する。一方、血管カニューレ10の脱落が発生すると、直流成分が存在しなくなるので、LPF23の出力である直流成分は基準値Ref以下に低下し、血管アクセスは異常と判定される。
In FIG. 2, if the DC component that is the output of the
レベル検出器24で血管アクセスが異常と判断されることによって、医療装置の安全装置の動作のトリガーとして利用したり、また医療関係者などに音や表示器などで異常を知らせる血管アクセス警報機25に伝達され、医療関係者が直ちに血管アクセスの異常を認識できる。
When the blood vessel access is determined to be abnormal by the
以上の説明では、第1の圧力検出手段として、静脈側圧力センサ9を用いた場合について説明したが、静脈側圧力センサ9の代わりに動脈側圧力センサ5を用いても同じように動脈側の血管アクセスの異常を監視できる。また、第1の圧力検出手段として、静脈側圧力センサ9、又は動脈側圧力センサ5のどちらか一つを使用する場合でなく、両方のセンサを同時に使用して、静脈側の血管アクセス異常及び動脈側の血管アクセス異常の両方を検出することも可能である。
In the above description, the case where the
また、直流成分抽出手段としてLPF23を用いた実施例について説明したが、LPFの代わりに掛け算器22の出力波形をフーリエ変換して直流成分を抽出することも可能であり、他の直流成分抽出手段を用いても同じ効果を得られる。
Further, although the embodiment using the
実施例1では医療装置が透析装置である場合について説明したが、実施例2では医療装置が輸液注入装置である。図4は、本発明を輸液注入装置に適用した場合の実施例を示す。輸液注入装置は透析装置などと異なり、血液を循環させるものではなく、また、循環する血液の圧力を測定するものでもない。輸液注入装置の場合は、患者の血管と輸液チューブ200が血管カニューレ100を介して接続されている。よって、血管に注入する輸液が血管に移動する液体に相当し、輸液に印可される圧力を第1の圧力検出手段である圧力検出手段9で検出し、注入ポンプ300などの圧力波と脈拍に起因する圧力波が混在する。よって、圧力検出手段9の出力である圧力波形と第2の圧力検出手段である脈拍センサ21の出力である脈拍に起因する圧力波形とを掛け算器22に入力すれば後は実施例1と同じようにして、血管カニューレの脱落などの血管アクセスの異常を監視できる。
In the first embodiment, the case where the medical device is a dialysis device has been described. In the second embodiment, the medical device is an infusion device. FIG. 4 shows an embodiment when the present invention is applied to an infusion device. Unlike a dialysis machine or the like, an infusion device does not circulate blood and does not measure the pressure of circulating blood. In the case of the infusion device, the patient's blood vessel and the
1 動脈カニューレ
2 血液チューブ
3 血液ポンプ
4 動脈側ドリップチャンバ
5 動脈側圧力センサ
6 ダイアライザ
7 気泡センサ
8 静脈側ドリップチャンバ
9 静脈側圧力センサ
10 静脈カニューレ
11 制御回路
12 ポンプ制御回路
13 透析液チューブ
21 脈拍センサ
22 掛け算器
23 ローパスフィルタ
24 レベル検出器
25 血管アクセス警報機
100 血管カニューレ
200 輸液チューブ
300 注入ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記液体に印可される圧力の圧力波形、及び前記患者の脈拍に起因する圧力波形を測定し、前記液体の圧力波形と前記脈拍に起因する圧力波形とを乗算し、前記乗算した結果の波形から直流成分を取り出し、前記直流成分のレベルを判定することにより前記血管アクセスの異常を監視することを特徴とする血管アクセス監視方法。 In a vascular access monitoring method in a medical device having a mechanical device coupled to a patient's blood vessel via vascular access and applying pressure to move fluid to the blood vessel,
The pressure waveform of the pressure applied to the liquid and the pressure waveform resulting from the pulse of the patient are measured, the pressure waveform of the liquid and the pressure waveform resulting from the pulse are multiplied, and the resulting waveform is multiplied. A blood vessel access monitoring method comprising: extracting a direct current component and monitoring the abnormality of the blood vessel access by determining a level of the direct current component.
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