JP4318062B2 - 生体信号モニタ - Google Patents
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Description
本発明は、信頼性の高いアラーム機能を実現できる生体信号モニタに関する。
【0001】
【従来の技術】
生体信号モニタは、病棟や病院の集中治療部に設置され、心電図(心拍数、不整脈)、血圧、呼吸、SpO2、体温、尿量等、患者の生体信号に異常が生じた際には、アラーム音を患者のベッドサイドで鳴らすことにより、医療従事者に知らせ、また、ディスプレイモニタ等でその詳細を表示し、医療従事者が確認できるようにしているものである。
そして、医療従事者がこのアラーム音を聞いて、患者の元に駆けつけ、アラーム音を止め、患者の容態を確認して、適切な治療等の処置を行っている。
【0002】
このように、従来の生体信号モニタは、主として生体信号の変化のみに注目して、生体信号の変化の原因の特定を行わず、その異常状態の認識およびアラームの提示を行っている。また、従来の生体信号モニタの提示したアラーム装置の音や表示等を停止または抑制する作業は、医療従事者が行っているものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、生体信号モニタで計測される生体信号データには、医療従事者による採血や投薬などの治療看護による正常な値の範囲内での変化や、患者の体動や日常的な変動による正常な値の範囲内の変動などが、アーチファクトやノイズとして多数混入している。
【0004】
さらに、気管内の痰を除去する気管内吸引などの処置や疼痛などが生体への刺激となって、生体信号が一時的に変化し、不必要なアラーム音が鳴ってしまう場合も多数存在する。このように、従来の生体信号モニタは、アラーム状態の誤認識によるフォールスアラームや、医療従事者の治療看護の実施状況を考慮していないため、不必要なアラームを発生する場合がある。
【0005】
このため、生体信号モニタのアラーム機能に対して、医療従事者の信頼を得られないばかりか、不要なアラーム音が鳴り続けることにより、他の患者の就眠を妨害するなど、臨床現場からの改善要求が多数存在する。
【0006】
また、医療従事者がアラーム音を止める等の作業は、治療に使用する医療機器の操作とは全く別な作業として、行うものであるので、医療従事者の治療行為を阻害するものであり、さらに、治療中にこのようなアラーム装置と接触することにより、院内感染の危険性を増加させることも考えられる。
【0007】
本発明は、上記従来の問題点や事情に鑑みてなされたものであって、医療従事者の医療行為を考慮して、生体信号変化の原因を認識することにより、不必要なアラーム提示を抑制するとともに、想定していない生体信号変化の識別を可能として、信頼性の高いアラーム機能を実現できる生体信号モニタを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の生体信号モニタは、生体信号を検出するための生体信号検出手段と、医療機器の動作を検出するための医療機器動作検出手段と、前記生体信号検出手段により検出された生体信号と、前記医療機器動作検出手段により検出された医療機器の動作状態とから、前記生体信号と前記医療機器動作状態との関連性を判定する判定手段を有し、前記判定手段の指示信号により前記生体信号と前記医療機器動作状態との関連性をアラームまたはメッセージとして提示する提示手段と、前記各手段による一連の動作が一定時間毎に繰り返し行われた後、前記生体信号の変化がなく、かつ該生体信号の値が正常の場合に全てのアラーム、メッセージの提示を消去する手段と、を備えることで、生体信号変化の原因を認識することができる。
【0009】
【0010】
請求項2記載の生体信号モニタは、前記判定手段は、前記生体信号検出手段により検出された生体信号の変化が、前記医療機器動作検出手段により検出された医療機器動作から想定される変化の範囲内の変化か否かを判定することで、生体信号の変化が想定された変化の範囲内であったか否かを確認することができる。
【0011】
請求項3記載の生体信号モニタは、前記提示手段は、前記生体信号の変化が前記想定される変化の範囲内の変化か否かの判定結果に基づくアラームまたはメッセージを提示することで、生体信号の変化が想定された範囲か否かをアラームまたはメッセージにより確認することができる。
【0012】
請求項4記載の生体信号モニタは、前記判定手段はさらに、前記医療機器動作検出手段により医療機器の動作状態の変化が検出されない状態下において、前記生体信号検出手段により検出された生体信号の変化が所定範囲を超えることを判定し、前記提示手段は、前記所定範囲を超えたことを示すアラームを提示することで、医療機器の動作によらない生体信号の変化が確認できる。
【0013】
請求項5記載の生体信号モニタは、前記判定手段は、前記関連性に基づくアラーム提示下において、前記医療機器動作検出手段により医療機器動作が検出された場合に医療機器動作状態を示唆するアラームを前記提示手段に提示させるように構成されたことで、生体信号の変化が医療機器動作によってなされたことがわかる。
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態に係る生体信号モニタの概略構成図である。図1に示すように、本実施の形態に係る生体信号モニタは、生体信号、例えば、心電図(心拍数、不整脈)、血圧、呼吸、SpO2、体温、尿量等を検出するための生体信号検出手段101を有しており、これらの生体信号検出手段101によって検出された生体信号は、判定手段103に送信される。
【0024】
また、本実施の形態に係る生体信号モニタは、同時に、上記各生体信号に対応した医療機器、例えば、人工呼吸器、各種輸液ポンプ等に対して、医療機器動作検出手段102を有しており、これらにより検出されたデータは、判定手段103に送信される。
【0025】
判定手段103は、生体信号と医療機器動作状態との関連性を判定するものであり、生体信号変化の原因が認識され、その原因を判定する。さらに、判定手段103は、生体信号検出手段101により検出された生体信号の変化が、医療機器動作検出手段102により検出された医療機器動作から想定される変化の範囲内の変化か否かを判定する。そして、提示手段104に判定手段103からの指示信号106が送信され、生体信号の変化が想定される変化の範囲内の変化か否かの判定結果に基づくアラームまたはメッセージを提示する。
【0026】
次に、本実施の形態に係る生体信号モニタの具体的な装置構成の一例を図2に示す。この図2においては、心電図、血圧、呼吸、尿量などの生体信号に対する、生体信号検出手段101の具体的な装置構成例として、例えば、センサ121、アンプ122、フィルタ123、A/D(アナログ/ディジタル変換器)124で構成された例を示している。
【0027】
また、医療機器の動作を検出するための医療機器動作検出手段102の装置構成例として、操作インタフェース131、状態検出部132、通信インタフェース133、治療機器制御装置134とで構成された例を示している。
【0028】
また、判定手段103は、例えば、上記A/D(アナログ/ディジタル変換器)124と、通信インタフェース133とから送信されたデータの入力部分であるI/O141、制御を行うCPU142、データの書き込み、読み出しを行うRAM143、ROM144から構成されている。
【0029】
また、この判定手段103で制御される提示手段104は、例えば、ディスプレイ161、スピーカ162、アラームポール163、ページャ164などの各種のアラーム装置によって構成されている。
【0030】
また、本実施の形態に係る生体信号モニタは、医療機器が動作したこと、あるいは、画像検出手段により医療従事者の行為を認識することができる医療従事者行為認識手段105を有し、検出されたデータを、判定手段103に送信される構成としても良い。医療従事者行為認識手段105の構成としては、前述の医療機器動作検出手段102を用いて、医療機器が動作することによって、医療従事者の行為が認識できる他、患者の周囲にビデオカメラ(画像検出手段)151等を設置して、医療従事者の存在や行為の情報などを判定手段103に送信するようにできる。このビデオカメラ(画像検出手段)151は、例えば、医療従事者が患者の***を変えた場合や、患者の体動が認識された場合等を監視することができるものであり、このようなときに、生体信号が変動しても、その間はアラームを提示しないように判定手段103が制御するように構成される。
【0031】
(動作の説明)次に、本実施の形態に係る生体信号モニタの動作について、図3に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。
【0032】
まず最初に、生体信号検出手段101を用いて、ステップS1で生体信号の検出を行い、ステップS2でこの生体信号変化の認識を行う。これと同時に、医療機器動作検出手段102を用いて、ステップS3で医療機器の動作の検出を行い、ステップS4で医療機器の動作の認識を行う。
【0033】
次に、判定手段103を用いて、ステップS5でアラーム提示1またはアラーム提示2がなされているかどうかを判定する。もし、これらのアラーム提示がなされていた場合(Y)は、さらに、ステップS6でアラーム提示に対応した医療機器の動作が行われているかどかうかを判定し、動作が行われた場合(Y)は、提示手段104を用いて、ステップS7で提示手段に対しアラーム提示3を行う。
【0034】
次に、ステップS8で生体信号の変化があったかどうかを判定し、変化があった場合(Y)は、さらに、ステップS9で医療機器の動作があったかどうかを判定する。このステップS9で医療機器の動作があった場合(Y)は、ステップS10で生体信号変化があったかどうかを判定し、生体信号変化が想定された状態であった場合(Y)は、ステップS11で提示手段に対しメッセージ提示を行う。このステップS10で生体信号変化が想定外の変化であった場合(N)はステップS12で提示手段104に対しアラーム提示1を行う。
【0035】
また、ステップS9で医療機器の動作が無かった場合(N)は、ステップS13で上下限の設定値を越えたかどうかを判定し、越えた場合(Y)は、ステップS14で提示手段104に対しアラーム提示2を行う。
【0036】
また、ステップS8で生体信号の変化が無かった場合(N)は、ステップS15で生体信号の値が正常か否かを判定し、値が正常の場合(Y)は、ステップS16で提示手段104に対し全てのアラーム提示及びメッセージの表示を消去する。
【0037】
以上の一連の動作を、一定時間毎に繰り返し行う。上述した本実施の形態に係る生体信号モニタの動作における、各アラーム提示及びメッセージの状態遷移を図4に示す。
【0038】
また、具体的な現象例を用いて、各アラーム提示及びメッセージの種類が決定される例を、以下の表1に示す。
【0039】
【表1】
【0040】
また、各提示手段における、メッセージ、各アラーム提示の出力形態の例を、以下の表2に示す。
【0041】
【表2】
【0042】
次に、本実施の形態に係る生体信号モニタの効果が良く現われた出来事の例1〜3を挙げ詳細に説明する。
【0043】
(例1:生体信号が血圧、医療機器が輸液ポンプの例)図5に、本実施の形態に係る生体信号モニタの効果が良く現われた出来事の例1を説明する図を示す。図5に示すように、時刻t51において、患者への輸液ポンプによる薬剤投与量を増加させたため、血圧が上昇した後、一定の時間、一定の値に落ち着いたので、時刻t53で、輸液ポンプの流量を削減したところ、血圧が急激な下降を示した(ステップS1:生体信号検出、ステップS2生体信号変化の認識、S3:医療機器の動作の検出、ステップS4:医療機器の動作の認識)。
【0044】
以下、本例における生体信号モニタの動作を説明する。時刻t51において、ステップS8(生体信号変化)の判定が“Y”となり、ステップ9(医療機器の動作)の判定も“Y”となり、さらにステップ10(想定された生体信号変化)では、輸液ポンプ流量増加による血圧上昇の範囲が想定された範囲内であったため、判定が“Y”となり、ステップ11(メッセージ提示)が行われた。
【0045】
次に、時刻t52においては、ステップS8(生体信号変化)の判定が“N”となり、ステップ15(生体信号が正常)では血圧値が正常な状態になったので、判定は“Y”となり、ステップS16(アラーム、メッセージ表示消去)が行われた。
【0046】
次に、時刻t53においては、ステップS8(生体信号変化)の判定が“Y”となり、ステップ9(医療機器の動作)の判定も“Y”となったが、ステップ10(想定された生体信号変化)では、輸液ポンプ流量削減による血圧の急激な下降が見られたため、判定が“N”となり、ステップS12(アラーム提示1)が行われた。
【0047】
次に、時刻t54においては、ステップS8(生体信号変化)の判定が“N”となり、ステップ15(生体信号が正常)では血圧値が正常な状態になったので、判定は“Y”となり、ステップS16(アラーム、メッセージ表示消去)が行われた。
【0048】
以上のように、生体信号モニタが動作するので、上記の時刻t51における“メッセージ提示”により、表1に示したとおり「医療機器の動作によって、想定された範囲で生体信号が変化した状態」であることを、さらに、上記の時刻t53における“アラーム提示1”により、「医療機器の動作によって、急激に生体信号が変化した状態」であることを、医療従事者に知らせることができるものである。さらに、時刻t54において、患者の状態が正常に戻り、アラーム提示1を消去するので、他の患者の就眠を妨げないようにできるものである。
【0049】
(例2:生体信号が血圧、医療機器が輸液ポンプの例)図6に、本実施の形態に係る生体信号モニタの効果が良く現われた出来事の例2を説明する図を示す。図6に示すように、時刻t61において、患者の容態が悪化したため、血圧が下降し、(危険な)低血圧状態に陥ったため、時刻t62において、輸液ポンプによる薬剤投与(治療)が行われ、血圧が上昇(回復)し、時刻t63で、一定の値に落ち着いた(ステップS1:生体信号検出、ステップS2生体信号変化の認識、ステップS3:医療機器の動作の検出、ステップS4:医療機器の動作の認識)。
【0050】
以下、本例における生体信号モニタの動作を説明する。時刻t61において、ステップS8(生体信号変化)の判定が“Y”となり、ステップ9(医療機器の動作)の判定は“N”であるため、ステップ13(上下限の設定値を超えたか)で、血圧の変化値が日常の変動範囲を超えたため、判定が“Y”となり、ステップS14(アラーム提示2)が行われた。
【0051】
時刻t62においては、ステップS5(アラーム提示1,2が行われているか)の判定は“Y”である状態で、ステップS6(アラームに対応した医療機器の動作)の判定も“Y”となったため、ステップ7(アラーム提示3)が行われた。
【0052】
時刻t63においては、ステップS8(生体信号変化)の判定が“N”であり、ステップ15(生体信号が正常)では血圧値が正常な状態になったので、判定は“Y”となり、ステップS16(アラーム、メッセージ表示消去)が行われた。
【0053】
以上のように、生体信号モニタが動作するので、上記の時刻t61における“アラーム提示2”により、表1に示したとおり「医療従事者の治療とは関係なく、生体信号が変化した状態」であることを医療従事者に知らせることができ、そして、上記の時刻t62において、医療従事者が治療を行って、“アラーム提示3”に変化したことにより、「発生アラームに対応した医療機器が動作した状態」であることを知らせることができる。さらに、時刻t63において、患者の状態が正常に戻り、アラーム提示3を消去するので、他の患者の就眠を妨げないようにできるものである。
【0054】
(例3:生体信号が心拍数と呼吸数、医療機器が人工呼吸器の例)図7に、本実施の形態に係る生体信号モニタの効果が良く現われた出来事の例3を説明する図を示す。本例3は、人工呼吸器により気管内吸引を行った際に、患者が正常な反応を行った例である。
【0055】
図7に示すように、時刻t71において、人工呼吸器により気管内吸引に関する機器の動作が行われたことにより、患者の心拍数と呼吸数が上昇し、時刻t72において、これらの上昇が止まり下降に転じ、時刻t73において、これらの下降が止まって一定の値(気管内吸引を行う前と同じ値)に落ち着いた(ステップS1:生体信号検出、ステップS2生体信号変化の認識、S3:医療機器の動作の検出、ステップS4:医療機器の動作の認識)。
【0056】
以下、本例における生体信号モニタの動作を説明する。時刻t71において、ステップS8(生体信号変化)の判定が“Y”となり、ステップ9(医療機器の動作)の判定も“Y”となり、さらにステップ10(想定された生体信号変化)では、人工呼吸器の動作による患者の心拍数と呼吸数の変化の範囲が想定された範囲内であったため、判定が“Y”となり、ステップ11(メッセージ提示)が行われた。
【0057】
次に、時刻t73においては、ステップS8(生体信号変化)の判定が“N”となり、ステップ15(生体信号が正常)では、患者の心拍数と呼吸数が正常な状態になったので、判定は“Y”となり、ステップS16(アラーム、メッセージ表示消去)が行われた。
【0058】
以上のように、生体信号モニタが動作するので、上記の時刻t71における“メッセージ提示”により、表1に示したとおり「医療機器の動作によって、想定された範囲で生体信号が変化した状態」であることを医療従事者に知らせることができるものである。
さらに、時刻t73において、患者の状態が正常に戻り、メッセージを消去するので、他の患者の就眠を妨げないようにできるものである。
【0059】
次に、上述の説明において、医療機器の動作が行われた際に、想定された信号変化があったか否かの判定基準に関して図8を用いて詳細に説明する。図8において、輸液ポンプによる薬剤投与量が増加した際に、患者の血圧値の変化のケースとして、正常な変化を示すケース(1)と、医療従事者が想定した変化の範囲を上回るケース(2)と、下回るケース(3)を示す。
【0060】
時刻t81にいおいて、輸液ポンプによる薬剤投与量が増加し、ケース(1)、ケース(2)、ケース(3)とも血圧値が上昇しているが、全てのケースにおいて、血圧値は医療従事者が想定した変化の範囲内(点線の範囲内)に収まっており、いずれのケースもアラーム提示が行われていない状態である。
【0061】
次に、時刻t82において、ケース(2)は血圧値が医療従事者が想定した変化の範囲内(点線の範囲内)を上回っており、また、ケース(3)は下回っている。このため、ケース(2)及びケース(3)では、時刻t82より、アラーム提示1を行っている。
【0062】
なお、時刻t81と時刻t82の間は、想定していない生体信号の変化の可能性があるが、まだアラームは提示されていない状態である。
【0063】
これに対して、ケース(1)では時刻t82以降も、血圧値は医療従事者が想定した変化の範囲内に収まっており、アラームが提示されていない状態を保っている。
【0064】
以上、判定基準として図8に点線で医療従事者が想定した変化の範囲の場合を説明したが、ある一定の値(図の鎖線)を上回った場合にアラームを提示するという他の判定基準を採用しても良い。なお、判定基準は、生体信号の種類、医療機器の種類などにより適宜設けられるものである。
【0065】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明に係る請求項1の生体信号モニタによれば、生体信号を検出するための生体信号検出手段と、医療機器の動作を検出するための医療機器動作検出手段と、前記生体信号検出手段により検出された生体信号と、前記医療機器動作検出手段により検出された医療機器の動作状態とから、前記生体信号と前記医療機器動作状態との関連性を判定する判定手段を有し、前記判定手段の指示信号により前記生体信号と前記医療機器動作状態との関連性をアラームまたはメッセージとして提示する提示手段と、前記各手段による一連の動作が一定時間毎に繰り返し行われた後、前記生体信号の変化がなく、かつ該生体信号の値が正常の場合に全てのアラーム、メッセージの提示を消去する手段と、を備えることで、生体信号変化の原因を認識することができ、想定していない生体信号変化の識別が可能であり、不必要なアラーム提示を抑制することができる。
【0066】
【0067】
請求項2記載の生体信号モニタは、前記判定手段は、前記生体信号検出手段により検出された生体信号の変化が、前記医療機器動作検出手段により検出された医療機器動作から想定される変化の範囲内の変化か否かを判定することで、生体信号の変化が想定された変化の範囲内であったか否かを確認することができる。
【0068】
請求項3記載の生体信号モニタは、前記提示手段は、前記生体信号の変化が前記想定される変化の範囲内の変化か否かの判定結果に基づくアラームまたはメッセージを提示することで、生体信号の変化が想定された範囲か否かをアラームまたはメッセージにより確認することができる。
【0069】
請求項4記載の生体信号モニタは、前記判定手段はさらに、前記医療機器動作検出手段により医療機器の動作状態の変化が検出されない状態下において、前記生体信号検出手段により検出された生体信号の変化が所定範囲を超えることを判定し、前記提示手段は、前記所定範囲を超えたことを示すアラームを提示することで、医療機器の動作によらない生体信号の変化が確認できる。
【0070】
請求項5記載の生体信号モニタは、前記判定手段は、前記関連性に基づくアラーム提示下において、前記医療機器動作検出手段により医療機器動作が検出された場合に医療機器動作状態を示唆するアラームを前記提示手段に提示させるように構成されたことで、生体信号の変化が医療機器動作によってなされたことがわかる。
【0071】
【0072】
【0073】
【0074】
【0075】
【0076】
【0077】
【0078】
【0079】
【0080】
以上の本発明の生体信号モニタによれば、医療従事者の医療行為を考慮して、生体信号変化の原因を認識することにより、医療従事者にとって不必要なアラーム提示を抑制するとともに、医療従事者が想定していない生体信号変化の識別を可能として、信頼性の高いアラーム機能を実現できるものである。
【0081】
さらに、提示されたアラームによる医療機器の操作に基づき、生体信号モニタにおいて発生したアラーム提示の抑制する機能を実現できるので、医療従事者に対する不必要な操作をせずに済むので、治療行為に専念でき、また、生体信号モニタへ直接接触する行為を無くすことができるので、院内感染の危険性も低減できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る生体信号モニタの概略構成図である。
【図2】 本発明の実施の形態に係る生体信号モニタの具体的な装置構成の一例を示すブロック図である。
【図3】 本発明の実施の形態に係る生体信号モニタの動作を説明するフローチャートである。
【図4】 本発明の実施の形態に係る生体信号モニタの各アラーム提示及びメッセージの状態遷移図である。
【図5】 本発明の実施の形態に係る生体信号モニタの効果が良く現われた出来事の例1を説明する図である。
【図6】 本発明の実施の形態に係る生体信号モニタの効果が良く現われた出来事の例2を説明する図である。
【図7】 本発明の実施の形態に係る生体信号モニタの効果が良く現われた出来事の例3を説明する図である。
【図8】 医療機器の動作が行われた際に、想定された信号変化があったか否かの判定基準を説明する図である。
【符号の説明】
101 生体信号検出手段
102 医療機器動作検出手段
103 判定手段
104 提示手段
105 医療従事者行為認識手段
106 指示信号
121 センサ
122 アンプ
123 フィルタ
131 操作インタフェース
132 状態検出部
133 通信インタフェース
134 治療機器制御装置
141 I/O
142 CPU
143 RAM
144 ROM
151 ビデオカメラ(画像検出手段)
161 ディスプレイ
162 スピーカ
163 アラームポール
164 ページャ
S1〜S16 各処理ステップ
Claims (5)
- 生体信号を検出するための生体信号検出手段と、
医療機器の動作を検出するための医療機器動作検出手段と、
前記生体信号検出手段により検出された生体信号と、前記医療機器動作検出手段により検出された医療機器の動作状態とから、前記生体信号と前記医療機器動作状態との関連性を判定する判定手段を有し、
前記判定手段の指示信号により前記生体信号と前記医療機器動作状態との関連性をアラームまたはメッセージとして提示する提示手段と、
前記各手段による一連の動作が一定時間毎に繰り返し行われた後、前記生体信号の変化がなく、かつ該生体信号の値が正常の場合に全てのアラーム、メッセージの提示を消去する手段と、を備えることを特徴とする生体信号モニタ。 - 請求項1に記載の生体信号モニタにおいて、
前記判定手段は、前記生体信号検出手段により検出された生体信号の変化が、前記医療機器動作検出手段により検出された医療機器動作から想定される変化の範囲内の変化か否かを判定することを特徴とする生体信号モニタ。 - 請求項2に記載の生体信号モニタにおいて、
前記提示手段は、前記生体信号の変化が前記想定される変化の範囲内の変化か否かの判定結果に基づくアラームまたはメッセージを提示することを特徴とする生体信号モニタ。 - 請求項2〜3のいずれかに記載の生体信号モニタにおいて、
前記判定手段はさらに、前記医療機器動作検出手段により医療機器の動作状態の変化が検出されない状態下において、前記生体信号検出手段により検出された生体信号の変化が所定範囲を超えることを判定し、
前記提示手段は、前記所定範囲を超えたことを示すアラームを提示することを特徴とする生体信号モニタ。 - 請求項1に記載の生体信号モニタにおいて、
前記判定手段は、前記関連性に基づくアラーム提示下において、前記医療機器動作検出手段により医療機器動作が検出された場合に医療機器動作状態を示唆するアラームを前記提示手段に提示させるように構成されたことを特徴とする生体信号モニタ。
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