JP6966772B2 - Circulatory system index calculation program, circulatory system index calculation device, circulatory system index calculation system and circulatory system index calculation method - Google Patents

Description

本発明は、循環系指標算出プログラム、循環系指標算出装置、循環系指標算出システム及び循環系指標算出方法に関する。 The present invention relates to a circulatory system index calculation program, a circulatory system index calculation device, a circulatory system index calculation system, and a circulatory system index calculation method.

医学の分野において、心臓、動脈、静脈及び末梢血管を含む循環系の状態を把握するために静脈圧、動脈圧、心拍出量、血液量等の循環系の指標となる値を知ることは、術中の患者の状態を管理するために非常に重要である。 In the field of medicine, it is not possible to know the index values of the circulatory system such as venous pressure, arterial pressure, heart rate output, blood volume, etc. in order to grasp the state of the circulatory system including the heart, arteries, veins and peripheral blood vessels. It is very important to manage the patient's condition during surgery.

従来の技術として、循環系の状態を把握するための指標の一つとして心拍出量を測定する循環系指標算出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 As a conventional technique, a circulatory system index calculation device for measuring cardiac output has been proposed as one of the indexes for grasping the state of the circulatory system (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１に開示された循環系指標算出装置は、熱希釈法を用いて心拍出量を求める際に用いられるものであって、患者の血液温度情報と心電図とを取得し、患者の心臓内に冷水を注入したときの血液温度情報に基づいて熱希釈曲線と心拍出量を算出し、患者の血液温度情報と同時に測定された心電図と熱希釈曲線とを同一画面内に同期させて表示するとともに、心電図のうち期外収縮を含む第一心電図と期外収縮を含まない第二心電図とを異なる表示態様で画面に表示する。医師は、表示された画面を確認し、測定中における期外収縮の有無を判断して、測定結果における期外収縮の影響を考察する。 The circulatory system index calculation device disclosed in Patent Document 1 is used when determining the cardiac output by using a heat dilution method, obtains blood temperature information of a patient and an electrocardiogram, and obtains the heart of the patient. The heat dilution curve and cardiac output are calculated based on the blood temperature information when cold water is injected into the room, and the electrocardiogram and heat dilution curve measured at the same time as the patient's blood temperature information are synchronized on the same screen. In addition to displaying, the first electrocardiogram including extrasystoles and the second electrocardiogram not including extrasystoles among the electrocardiograms are displayed on the screen in different display modes. The doctor checks the displayed screen, determines the presence or absence of extra systoles during the measurement, and considers the effect of the extra systoles on the measurement results.

上記した特許文献１の循環系指標算出装置は、測定中における期外収縮の有無を判断するための情報を表示するため、当該期外収縮の有無を判断するための情報がない場合に比べて再計測の回数を抑制し、患者の負担を抑制するものの、熱希釈法は患者の心臓内に冷水を注入する必要があり、比較的大きな侵襲を伴うものである。 Since the circulatory system index calculation device of Patent Document 1 described above displays information for determining the presence or absence of extrasystoles during measurement, compared with the case where there is no information for determining the presence or absence of the extrasystoles. Although the number of remeasurements is reduced and the burden on the patient is reduced, the heat dilution method requires injecting cold water into the patient's heart and is relatively invasive.

そこで、熱希釈法に比べて侵襲の程度を抑制したものとして、測定された動脈圧波形から心拍出量を算出する循環系指標算出装置が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。 Therefore, as a device that suppresses the degree of invasion as compared with the thermal dilution method, a circulatory system index calculation device that calculates cardiac output from the measured arterial pressure waveform has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1). ..

非特許文献１に開示された循環系指標算出装置は、血管コンプライアンスを考慮して測定された動脈圧波形を動脈血管量波形へ変換し、変換した動脈血液量波形についてデータを評価するために自己相関処理を行って補正前の心拍出量を算出し、ノモグラムを用いて校正係数を決定して補正前の心拍出量から補正後の心拍出量を算出して表示部に表示する。動脈圧波形から動脈血管量波形への変換は、患者の身長、体重、年齢等の固有情報により定まる係数を用いて予め定められた数式により行われる。また、自己相関処理では、心周期ごとの波形を求めることで心拍数が算出されるとともに、補正前の一回拍出量が自己相関結果から算出され、心拍数と一回拍出量との積から補正前の心拍出量が求められる。なお、ノモグラムの算出方法は非公開であるが、患者の身長、体重、年齢等の固有情報に関するファクターを変数として用いて算出されている。 The circulatory system index calculation device disclosed in Non-Patent Document 1 converts an arterial pressure waveform measured in consideration of vascular compliance into an arterial blood vessel volume waveform, and self-evaluates the data on the converted arterial blood volume waveform. Correlation processing is performed to calculate the cardiac output before correction, the calibration coefficient is determined using the nomogram, and the cardiac output after correction is calculated from the cardiac output before correction and displayed on the display unit. .. The conversion from the arterial pressure waveform to the arterial blood vessel volume waveform is performed by a predetermined mathematical formula using a coefficient determined by unique information such as height, weight, and age of the patient. In the autocorrelation process, the heart rate is calculated by obtaining the waveform for each cardiac cycle, and the stroke volume before correction is calculated from the autocorrelation result. From the product, the cardiac output before correction can be obtained. Although the calculation method of the nomogram is not disclosed, it is calculated using factors related to specific information such as height, weight, and age of the patient as variables.

特開２０１６‐１８７５３８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-187538

佐藤慎他、“機器紹介 低侵襲連続的心拍出量モニタシステム「LiDCOrapid」”、循環制御、日本、２０１４年、第３５巻、第２号、１６６‐１７６頁Shin Sato et al., "Equipment Introduction Minimally Invasive Continuous Cardiac Output Monitor System" LiDCOrapid "", Circulation Control, Japan, 2014, Vol. 35, No. 2, pp. 166-176

上記した非特許文献１の循環系指標算出装置は、測定された動脈圧波形から心拍出量を算出するものであるが、心拍出量は前負荷及び後負荷の影響を受けるものであり、いずれか一方のみに起因する指標を測定するものではない。 The above-mentioned circulatory system index calculation device of Non-Patent Document 1 calculates the cardiac output from the measured arterial pressure waveform, but the cardiac output is affected by preload and afterload. , It does not measure the index caused by only one of them.

従って、本発明の目的は、測定された血管内圧の時間変化の波形から一心拍毎に前負荷の指標となる値を算出する循環系指標算出プログラム、循環系指標算出装置、循環系指標算出システム及び循環系指標算出方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is a circulatory system index calculation program, a circulatory system index calculation device, and a circulatory system index calculation system that calculate a value that is an index of preload for each heartbeat from the measured waveform of the time change of the intravascular pressure. And to provide a method for calculating circulatory system indicators.

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の循環系指標算出プログラム、循環系指標算出装置、循環系指標算出システム及び循環系指標算出方法を提供する。 One aspect of the present invention provides the following circulatory system index calculation program, circulatory system index calculation device, circulatory system index calculation system, and circulatory system index calculation method in order to achieve the above object.

［１］コンピュータを、
患者の動脈圧の時間変化のうち、心周期の拡張期の波形に対し、循環系としての血管の流路抵抗と血管のコンプライアンスに対する一心拍の圧力応答を表す減衰関数を用いて回帰曲線を一心拍毎に求め、当該回帰曲線の収束値から当該心拍における前記患者の平均循環充満圧を一心拍毎に算出する算出手段として機能させるための循環系指標算出プログラム。
［２］前記算出手段は、複数心拍の前記収束値の平均から前記循環系の指標を算出する前記［１］に記載の循環系指標算出プログラム。
［３］前記算出手段は、前記減衰関数の前記収束値を算出するとともに、さらに前記減衰関数の時定数を算出する前記［１］に記載の循環系指標算出プログラム
［４］前記コンピュータを、
前記算出手段が算出した前記循環系の指標の時間変化を表示処理する表示処理手段としてさらに機能させる前記［１］〜［３］のいずれかに記載の循環系指標算出プログラム。
［５］前記表示処理手段は、前記循環系の指標の時間変化と、前記患者の生体情報の時間変化とを同期して表示する前記［４］に記載の循環系指標算出プログラム。
［６］患者の動脈圧の時間変化のうち、心周期の拡張期の波形に対し、循環系としての血管の流路抵抗と血管のコンプライアンスに対する一心拍の圧力応答を表す減衰関数を用いて回帰曲線を一心拍毎に求め、当該回帰曲線の収束値から当該心拍における前記患者の平均循環充満圧を一心拍毎に算出する算出手段を有する循環系指標算出装置。
［７］患者の血管内圧を測定する測定器と、
前記測定器によって測定された前記患者の動脈圧の時間変化のうち、心周期の拡張期の波形に対し、循環系としての血管の流路抵抗と血管のコンプライアンスに対する一心拍の圧力応答を表す減衰関数を用いて回帰曲線を一心拍毎に求め、当該回帰曲線の収束値から当該心拍における前記患者の平均循環充満圧を一心拍毎に算出する算出手段を有する循環系指標算出装置と、
前記循環系指標算出装置が算出した前記平均循環充満圧の時間変化を表示処理する表示装置とを備える循環系指標算出システム。 [1] Computer
Of the time changes in the patient's arterial pressure, against the diastolic waveform of the cardiac cycle, a regression curve using the decay function representative of the one heartbeat pressure's response to the flow path resistance and the compliance of the blood vessels of the blood vessel as the circulatory system A circulatory system index calculation program that is obtained for each heartbeat and functions as a calculation means for calculating the average circulatory filling pressure of the patient in the heartbeat from the convergence value of the regression curve for each heartbeat.
[ 2 ] The circulatory system index calculation program according to the above [1] , wherein the calculation means calculates the circulatory system index from the average of the convergence values of a plurality of heartbeats.
[ 3 ] The circulatory system index calculation program [ 4 ] the computer according to the above [1 ], wherein the calculation means calculates the convergence value of the decay function and further calculates the time constant of the decay function.
The circulatory system index calculation program according to any one of [1] to [3 ], further functioning as a display processing means for displaying the time change of the circulatory system index calculated by the calculation means.
[ 5 ] The circulatory system index calculation program according to the above [4 ], wherein the display processing means synchronously displays the time change of the circulatory system index and the time change of the biological information of the patient.
[6] of the time changes in the patient's arterial pressure, against the diastolic waveform of the cardiac cycle, using an attenuation function representing a pressure response of one heartbeat for the flow path resistance and the compliance of the blood vessels of the blood vessel as the circulatory system A circulatory system index calculation device having a calculation means for obtaining a regression curve for each heartbeat and calculating the average circulatory filling pressure of the patient in the heartbeat from the convergence value of the regression curve for each heartbeat.
[ 7 ] A measuring instrument that measures the intravascular pressure of a patient,
Of the time change of the arterial pressure of the patient measured by the measuring instrument, against the diastolic waveform of the cardiac cycle, it represents an heartbeat pressure's response to the flow path resistance and the compliance of the blood vessels of the blood vessel as the circulatory system A circulatory system index calculation device having a calculation means for obtaining a regression curve for each heartbeat using a decay function and calculating the average circulating filling pressure of the patient in the heartbeat from the convergence value of the heartbeat for each heartbeat.
A circulatory system index calculation system including a display device for displaying and processing a time change of the average circulation filling pressure calculated by the circulatory system index calculation device .

請求項１、８〜９に係る発明によれば、測定された血管内圧の時間変化の波形から一心拍毎に前負荷の指標となる値を算出することができる。
請求項２に係る発明によれば、複数心拍の収束値の平均から循環系の指標を算出することができる。
請求項３に係る発明によれば、減衰関数の収束値を算出するとともに、さらに減衰関数の時定数を算出することができる。
請求項４に係る発明によれば、算出手段が算出した循環系の指標の時間変化を表示処理することができる。
請求項５に係る発明によれば、循環系の指標の時間変化と、患者の生体情報の時間変化とを同期して表示することができる。
According to the invention of claim 1,8～ 9, it is possible to calculate the measured value as an index of preload for each one heartbeat from the waveform of the time variation of the intravascular pressure.
According to the second aspect of the present invention, an index of the circulatory system can be calculated from the average of the convergence values of a plurality of heartbeats .
According to the third aspect of the present invention, the convergence value of the decay function can be calculated, and the time constant of the decay function can be further calculated.
According to the invention of claim 4 , the time change of the index of the circulatory system calculated by the calculation means can be displayed.
According to the invention of claim 5 , the time change of the index of the circulatory system and the time change of the biometric information of the patient can be displayed in synchronization with each other.

図１は、実施の形態に係る循環系指標算出システムの構成の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the circulatory system index calculation system according to the embodiment. 図２は、実施の形態に係る循環系指標算出装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the circulatory system index calculation device according to the embodiment. 図３は、動脈圧情報の構成の一例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing an example of the configuration of arterial pressure information. 図４は、生体情報の構成の一例を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the configuration of biological information. 図５は、循環系指標情報の構成の一例を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the configuration of circulatory system index information. 図６は、循環系指標算出手段の動作を説明するための動脈圧波形及びその微分値を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing an arterial pressure waveform and its differential value for explaining the operation of the circulatory system index calculation means. 図７は、循環系指標算出手段の動作を説明するための一心拍の動脈圧波形を示すグラフ図である。FIG. 7 is a graph showing an arterial pressure waveform of one heartbeat for explaining the operation of the circulatory system index calculation means. 図８は、循環系指標算出手段のフィッティング動作を説明するためのグラフ図である。FIG. 8 is a graph for explaining the fitting operation of the circulatory system index calculating means. 図９は、表示処理手段の表示動作の一例を説明するための概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining an example of the display operation of the display processing means. 図１０は、循環系指標算出システムの動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the circulatory system index calculation system. 図１１は、心拍出量及び静脈還流量と平均右心房圧との関係を示すグラフ図である。FIG. 11 is a graph showing the relationship between cardiac output and venous return and average right atrial pressure. 図１２は、動脈圧の減衰を表すモデルとしての回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram as a model showing the attenuation of arterial pressure.

［実施の形態］
（循環系指標算出システムの構成）
図１は、実施の形態に係る循環系指標算出システムの構成の一例を示す概略図である。 [Embodiment]
(Structure of circulatory system index calculation system)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the circulatory system index calculation system according to the embodiment.

この循環系指標算出システム６は、患者４の手術を行う場合等に、測定された患者４の血管内圧から循環系の指標となる値を算出し、医師５に患者４の状態を知らせるために、循環系の指標となる値を表示するためのもの、又は循環系の指標となる値を生体情報と同期して表示するためのものである。ここで、循環系指標算出システム６は、血管内圧の一例として動脈圧を測定し、循環系の指標となる値として平均循環充満圧を算出するものであり、平均循環充満圧は一心拍毎に算出するものとする。 This circulatory system index calculation system 6 calculates a value as an index of the circulatory system from the measured intravascular pressure of the patient 4 when performing an operation on the patient 4, and informs the doctor 5 of the condition of the patient 4. , The purpose is to display the value which is the index of the circulatory system, or to display the value which is the index of the circulatory system in synchronization with the biological information. Here, the circulatory system index calculation system 6 measures the arterial pressure as an example of the intravascular pressure, and calculates the average circulatory filling pressure as a value as an index of the circulatory system. It shall be calculated.

循環系指標算出システム６は、表示部１２と操作部１３とを備えた専用に設計された機器又はＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やタブレット端末等の情報処理装置であって情報を処理する循環系指標算出装置１と、例えばＡラインにより患者４の動脈圧を測定する動脈圧センサ２と、患者４の心電図や血圧、脈拍、脳波、呼吸等の生体情報を測定する生体センサ３と、動脈圧センサ２及び生体センサ３で測定された情報並びに循環系指標算出装置１で算出された情報を表示する生体情報モニタ３Ａとを有する。循環系指標算出装置１、動脈圧センサ２、生体センサ３、生体情報モニタ３Ａは、医師５によって操作される。 The circulation system index calculation system 6 is a specially designed device provided with a display unit 12 and an operation unit 13, or an information processing device such as a PC (Personal Computer) or a tablet terminal, and is a circulation system index calculation system that processes information. The device 1, for example, an arterial pressure sensor 2 that measures the arterial pressure of the patient 4 by the A line, a biological sensor 3 that measures biological information such as an electrocardiogram, blood pressure, pulse, brain wave, and respiration of the patient 4, and an arterial pressure sensor 2. It also has a biological information monitor 3A that displays information measured by the biological sensor 3 and information calculated by the circulatory system index calculation device 1. The circulatory system index calculation device 1, the arterial pressure sensor 2, the biological sensor 3, and the biological information monitor 3A are operated by the doctor 5.

循環系指標算出装置１は、動脈圧センサ２及び生体センサ３から得られる情報に基づいて、患者４の状態を示す指標として平均循環充満圧を算出して生体情報とともに経時的に表示部１２及び／又は生体情報モニタ３Ａに表示するものであって、本体内に情報を処理するための機能を有するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等の電子部品を備える。 The circulatory system index calculation device 1 calculates the average circulatory filling pressure as an index indicating the state of the patient 4 based on the information obtained from the arterial pressure sensor 2 and the biological sensor 3, and displays the biological information together with the display unit 12 and the display unit 12 over time. / Or electronic parts such as a CPU (Central Processing Unit), an HDD (Hard Disk Drive), and a flash memory, which are displayed on the biological information monitor 3A and have a function for processing information in the main body, are provided.

なお、循環系指標算出装置１は、表示部１２及び操作部１３を有しないサーバ装置として構成してもよく、その場合は端末装置の要求に応じて動作し、サーバ装置として構成する場合は遠隔地に配置されるものであってもよい。また、循環系指標算出装置１は、患者４の手術を行う手術室に配置されるものであってもよいし、複数の手術室を監視する部屋に配置されて複数の生体情報モニタ３Ａに接続されるものであってもよい。また、循環系指標算出装置１は、算出した指標に基づいて、例えば、患者４に輸液、輸血するように図示しない注入装置を制御するものであってもよい。 The circulatory system index calculation device 1 may be configured as a server device that does not have the display unit 12 and the operation unit 13. In that case, it operates in response to a request from the terminal device, and if it is configured as a server device, it is remote. It may be placed on the ground. Further, the circulatory system index calculation device 1 may be arranged in an operating room where the operation of the patient 4 is performed, or may be arranged in a room for monitoring a plurality of operating rooms and connected to a plurality of biological information monitors 3A. It may be something that is done. Further, the circulatory system index calculation device 1 may control an injection device (not shown) such that infusion and blood are transfused to the patient 4, for example, based on the calculated index.

動脈圧センサ２は、患者４の動脈に挿入される針と、針と一端が接続された動脈ラインと、動脈ラインの他端に設けられて動脈圧に比例した電圧を出力する圧トランスデューサとを有する。圧トランスデューサの出力信号は、生体情報モニタ３Ａを介して循環系指標算出装置１に入力される。 The arterial pressure sensor 2 includes a needle inserted into the artery of the patient 4, an arterial line to which one end is connected to the needle, and a pressure transducer provided at the other end of the arterial line to output a voltage proportional to the arterial pressure. Have. The output signal of the pressure transducer is input to the circulatory system index calculation device 1 via the biological information monitor 3A.

各機器は、専用線により相互に通信可能に接続されるが、有線又は無線の通信ネットワークにより接続されてもよいし、イントラネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信網を用いて接続されるものであってもよい。 Each device is connected to each other so as to be able to communicate with each other by a dedicated line, but may be connected by a wired or wireless communication network, or may be connected by using a communication network such as an intranet or a LAN (Local Area Network). May be.

循環系指標算出装置１は、上記構成において、生体情報モニタ３Ａを介して動脈圧センサ２及び生体センサ３から出力される情報を受信し、受信した動脈圧の情報に基づいて平均循環充満圧を算出するとともに、生体センサ３から得られた生体の情報を適宜組み合わせて表示部１２に表示する。医師５は、表示部１２又は生体情報モニタ３Ａに表示された情報を確認し、患者４の状態を判断して輸液、輸血等の処置を行う。 In the above configuration, the circulatory system index calculation device 1 receives information output from the arterial pressure sensor 2 and the biological sensor 3 via the biological information monitor 3A, and calculates the average circulating filling pressure based on the received arterial pressure information. In addition to the calculation, the information on the living body obtained from the biosensor 3 is appropriately combined and displayed on the display unit 12. The doctor 5 confirms the information displayed on the display unit 12 or the biological information monitor 3A, determines the condition of the patient 4, and performs treatment such as infusion and blood transfusion.

なお、循環系指標算出装置１、動脈圧センサ２、生体センサ３及び生体情報モニタ３Ａの機能の全部又は一部を一体に構成してもよいし、各装置の機能の一部又は全部を他の装置に含めてもよい。特に、循環系指標算出装置１の機能を生体情報モニタ３Ａに内蔵するように構成してもよい。また、循環系指標算出装置１、動脈圧センサ２及び生体センサ３の機能の全部又は一部を遠隔地に配置された機器で動作させるように構成してもよい。また、循環系指標算出装置１に対して複数の生体情報モニタ３Ａを対応させ、循環系指標算出装置１に同時に複数の患者の循環系の指標を算出させるものであってもよい。また、循環系指標算出装置１は、動脈圧センサ２及び生体センサ３から直接、動脈圧情報及び生体情報を受信してもよいし、図１に図示しているように生体情報モニタ３Ａを介して受信してもよい。 It should be noted that all or part of the functions of the circulatory system index calculation device 1, the arterial pressure sensor 2, the biosensor 3 and the biometric information monitor 3A may be integrally configured, or a part or all of the functions of each device may be configured. It may be included in the device of. In particular, the function of the circulatory system index calculation device 1 may be built into the biological information monitor 3A. In addition, all or part of the functions of the circulatory system index calculation device 1, the arterial pressure sensor 2, and the biological sensor 3 may be configured to be operated by a device located at a remote location. Further, a plurality of biological information monitors 3A may be associated with the circulatory system index calculation device 1, and the circulatory system index calculation device 1 may simultaneously calculate the circulatory system indexes of a plurality of patients. Further, the circulatory system index calculation device 1 may receive the arterial pressure information and the biological information directly from the arterial pressure sensor 2 and the biological sensor 3, or may receive the arterial pressure information and the biological information directly from the arterial pressure sensor 2 and the biological sensor 3 via the biological information monitor 3A as shown in FIG. May be received.

（循環系指標算出装置の構成）
図２は、実施の形態に係る循環系指標算出装置１の構成例を示すブロック図である。 (Configuration of circulatory system index calculation device)
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the circulatory system index calculation device 1 according to the embodiment.

循環系指標算出装置１は、ＣＰＵ等から構成され、各部を制御するとともに、各種のプログラムを実行する制御部１０と、ＨＤＤやフラッシュメモリ等の記憶媒体から構成され情報を記憶する記憶部１１と、画像及び文字により情報を表示する表示部１２と、操作内容に応じて制御部１０に対して操作信号を出力する操作部１３と、外部装置と通信する通信部１４とを備える。 The circulation system index calculation device 1 is composed of a CPU or the like, a control unit 10 that controls each unit and executes various programs, and a storage unit 11 that is composed of a storage medium such as an HDD or a flash memory and stores information. , A display unit 12 that displays information by images and characters, an operation unit 13 that outputs an operation signal to the control unit 10 according to the operation content, and a communication unit 14 that communicates with an external device.

制御部１０は、後述する循環系指標算出プログラム１１０を実行することで、動脈圧情報取得手段１００、生体情報取得手段１０１、循環系指標算出手段１０２、表示処理手段１０３及び情報出力手段１０４等として機能する。 By executing the circulatory system index calculation program 110 described later, the control unit 10 serves as an arterial pressure information acquisition means 100, a biological information acquisition means 101, a circulatory system index calculation means 102, a display processing means 103, an information output means 104, and the like. Function.

動脈圧情報取得手段１００は、通信部１４及び生体情報モニタ３Ａを介して動脈圧センサ２から動脈圧に比例した信号を取得して動脈圧の数値に変換し、時刻情報とともに動脈圧情報１１１として記憶部１１に記録する。 The arterial pressure information acquisition means 100 acquires a signal proportional to the arterial pressure from the arterial pressure sensor 2 via the communication unit 14 and the biological information monitor 3A, converts it into a numerical value of the arterial pressure, and uses the time information as the arterial pressure information 111. Record in the storage unit 11.

生体情報取得手段１０１は、通信部１４及び生体情報モニタ３Ａを介して生体センサ３から心電図や血圧計、パルスオキシメータ等の情報を取得し、時刻情報とともに生体情報１１２として記憶部１１に記録する。 The biological information acquisition means 101 acquires information such as an electrocardiogram, a sphygmomanometer, and a pulse oximeter from the biological sensor 3 via the communication unit 14 and the biological information monitor 3A, and records the information together with the time information in the storage unit 11 as biological information 112. ..

循環系指標算出手段１０２は、動脈圧情報１１１から循環系の指標となる値として平均循環充満圧を算出し、時刻情報とともに循環系指標情報１１３として記憶部１１に記録する。 The circulatory system index calculating means 102 calculates the average circulatory filling pressure from the arterial pressure information 111 as a value as an index of the circulatory system, and records it in the storage unit 11 as the circulatory system index information 113 together with the time information.

循環系指標算出手段１０２は、動脈圧情報１１１を、時刻を横軸に動脈圧を縦軸に描いた波形に対し、心周期の拡張期の波形に対する回帰曲線を一心拍毎に求め、当該回帰曲線の収束値から平均循環充満圧を求める。回帰曲線は、毛細血管を含む動脈と静脈間の全血管の流路抵抗と、血管自体の拡張収縮に伴う管内容量の変化とを考慮したモデルとし、指数関数的に減衰するものを採用し、当該回帰曲線を定義するパラメータから収束値と時定数が算出される。詳しくは後述する。 The circulatory system index calculation means 102 obtains a regression curve for the diastole waveform of the cardiac cycle for each heartbeat with respect to the waveform in which the arterial pressure information 111 is drawn with the time on the horizontal axis and the arterial pressure on the vertical axis. Obtain the average circulation filling pressure from the convergence value of the curve. The regression curve is a model that considers the flow path resistance of all blood vessels between arteries and veins including capillaries and the change in intravascular volume due to expansion and contraction of the blood vessels themselves, and adopts one that decays exponentially. The convergence value and time constant are calculated from the parameters that define the regression curve. Details will be described later.

表示処理手段１０３は、動脈圧情報１１１、生体情報１１２及び循環系指標情報１１３の全て又は適宜選択した一部を表示部１２に表示処理する。表示方法は、リアルタイム表示、履歴表示、複数拍動の平均値表示、予測値の表示を適宜選択することができ、複数の情報を表示する場合には各情報を時刻で同期して表示するものとする。表示方法は数値によるもの、グラフによるもの、色によるもの等、その方法は限定されない。 The display processing means 103 displays all or a part of the arterial pressure information 111, the biological information 112, and the circulatory system index information 113 on the display unit 12. As the display method, real-time display, history display, average value display of multiple beats, display of predicted value can be selected as appropriate, and when displaying multiple information, each information is displayed in synchronization with time. And. The display method is not limited to a numerical value, a graph, a color, and the like.

情報出力手段１０４は、動脈圧情報１１１及び循環系指標情報１１３の全て又は適宜選択した一部を、生体情報モニタ３Ａに表示された生体情報１１２とともに表示するように生体情報モニタ３Ａに対して出力するものである。特に、情報出力手段１０４は、生体情報モニタ３Ａにおいて動脈圧情報１１１、生体情報１１２及び循環系指標情報１１３が同期して表示されるように情報を出力することが好ましい。 The information output means 104 outputs all or an appropriately selected part of the arterial pressure information 111 and the circulatory system index information 113 to the biological information monitor 3A so as to be displayed together with the biological information 112 displayed on the biological information monitor 3A. It is something to do. In particular, the information output means 104 preferably outputs information so that the arterial pressure information 111, the biological information 112, and the circulatory system index information 113 are displayed synchronously on the biological information monitor 3A.

記憶部１１は、制御部１０を上述した各手段１００‐１０４として動作させる循環系指標算出プログラム１１０、動脈圧情報１１１、生体情報１１２及び循環系指標情報１１３等を記憶する。 The storage unit 11 stores the circulatory system index calculation program 110, the arterial pressure information 111, the biological information 112, the circulatory system index information 113, etc., which operate the control unit 10 as the above-mentioned means 100-104.

図３は、動脈圧情報１１１の構成の一例を示す概略図である。 FIG. 3 is a schematic view showing an example of the configuration of the arterial pressure information 111.

動脈圧情報１１１は、動脈圧情報取得手段１００が動脈圧センサ２から取得した情報であって、値を取得した時刻ｔと、動脈圧ｐとを有する。 The arterial pressure information 111 is information acquired from the arterial pressure sensor 2 by the arterial pressure information acquisition means 100, and has a time t at which the value is acquired and an arterial pressure p.

図４は、生体情報１１２の構成の一例を示す概略図である。 FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the biological information 112.

生体情報１１２は、生体情報取得手段１０１が生体センサ３から取得した情報であって、値を取得した時刻ｔと、心電図Ｖ_ｈ、心拍数Ｈ_ｒ、血圧Ｐ_ｂ、体温Ｔ_ｂ…等の生体情報とを有する。なお、図に示した生体情報は例示であってこれらに限定されるものではない。 The biological information 112 is information acquired from the biological sensor 3 by the biological information acquisition means 101, and is a biological body such as a time t at which the value is acquired, an electrocardiogram V _h , a heart rate H _r , a blood pressure P _b , and a body temperature T _b . Have information. The biological information shown in the figure is an example and is not limited thereto.

図５は、循環系指標情報１１３の構成の一例を示す概略図である。 FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the circulatory system index information 113.

循環系指標情報１１３は、循環系指標算出手段１０２が動脈圧情報１１１から循環系の指標となる値として算出した情報であって、値を算出した時刻ｔと、循環系の指標である平均循環充満圧Ｐ_ｓｆとを有する。 The circulatory system index information 113 is information calculated by the circulatory system index calculation means 102 as a value that is an index of the circulatory system from the arterial pressure information 111, and the time t at which the value is calculated and the average circulation that is an index of the circulatory system. It has a filling pressure of P _sf .

（循環系指標算出システムの動作）
次に、本実施の形態の作用を上記に説明した構成を前提とし、図１〜図１０、図１２を参照しつつ、（１）基本動作、（２）平均循環充満圧算出動作及び（３）表示処理動作に分けて説明する。 (Operation of circulatory system index calculation system)
Next, on the premise of the configuration described above for the operation of the present embodiment, (1) basic operation, (2) average circulation filling pressure calculation operation, and (3) with reference to FIGS. 1 to 10 and 12. ) The display processing operation will be explained separately.

（１）基本動作
図１０は、循環系指標算出システム６の動作を説明するためのフローチャートである。 (1) Basic Operation FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the circulatory system index calculation system 6.

まず、医師５は、患者４が手術室に入室した後、患者４に対し動脈圧センサ２の一部としての針を動脈に刺入し、生体センサ３として心電図、非観血的血圧計、パルスオキシメータ、脳波計等を装着する。なお、動脈圧センサ２の一部としての針は動脈ラインを介して圧トランスデューサに接続されて動脈圧が計測される。 First, after the patient 4 enters the operating room, the doctor 5 inserts a needle as a part of the arterial pressure sensor 2 into the artery of the patient 4, and uses an electrocardiogram and a non-invasive sphygmomanometer as the biological sensor 3. Wear a pulse oximeter, electrosurgical meter, etc. The needle as a part of the arterial pressure sensor 2 is connected to the pressure transducer via the arterial line to measure the arterial pressure.

次に、必要に応じて、麻酔を行うため患者４の静脈に静脈留置針の刺入を行い、麻酔用の鎮静薬ポンプ及び鎮痛薬ポンプをそれぞれ接続する。また、人工呼吸器を患者４に取り付ける。 Next, if necessary, a vein indwelling needle is inserted into the vein of patient 4 for anesthesia, and a sedative pump and an analgesic pump for anesthesia are connected, respectively. Also, a ventilator is attached to the patient 4.

その後、循環系指標算出装置１の動脈圧情報取得手段１００は、通信部１４及び生体情報モニタ３Ａを介して動脈圧センサ２から動脈圧に比例した信号を取得して（Ｓ１）動脈圧の数値に変換し、図３に示したように、時刻情報とともに動脈圧情報１１１として記憶部１１に記録する。 After that, the arterial pressure information acquisition means 100 of the circulatory system index calculation device 1 acquires a signal proportional to the arterial pressure from the arterial pressure sensor 2 via the communication unit 14 and the biological information monitor 3A (S1), and the numerical value of the arterial pressure. And as shown in FIG. 3, it is recorded in the storage unit 11 as arterial pressure information 111 together with the time information.

また、循環系指標算出装置１の生体情報取得手段１０１は、通信部１４及び生体情報モニタ３Ａを介して生体センサ３から心電図や血圧計、パルスオキシメータ等の情報を取得し（Ｓ２）、図４に示したように、時刻情報とともに生体情報１１２として記憶部１１に記録する。 Further, the biological information acquisition means 101 of the circulatory system index calculation device 1 acquires information such as an electrocardiogram, a sphygmomanometer, and a pulse oximeter from the biological sensor 3 via the communication unit 14 and the biological information monitor 3A (S2). As shown in 4, the information is recorded in the storage unit 11 as the biological information 112 together with the time information.

次に、循環系指標算出手段１０２は、動脈圧情報１１１から循環系の指標となる値として平均循環充満圧を算出する。算出方法の具体的手順を以下に説明する（Ｓ３〜Ｓ７）。 Next, the circulatory system index calculation means 102 calculates the average circulatory filling pressure as a value that serves as an index of the circulatory system from the arterial pressure information 111. The specific procedure of the calculation method will be described below (S3 to S7).

（２）平均循環充満圧算出動作
図６は、循環系指標算出手段１０２の動作を説明するための動脈圧波形及びその微分値を示すグラフ図である。 (2) Average Circulation Filling Pressure Calculation Operation FIG. 6 is a graph showing an arterial pressure waveform and its differential value for explaining the operation of the circulatory system index calculating means 102.

まず、循環系指標算出手段１０２は、図６上段に示すように、横軸を時刻、縦軸を動脈圧として動脈圧情報１１１を描いた波形とするとともに、図６下段に示すように、当該動脈圧波形を時間で微分した波形とする（Ｓ３）。 First, the circulatory system index calculation means 102 has a waveform in which the arterial pressure information 111 is drawn with the horizontal axis as the time and the vertical axis as the arterial pressure, as shown in the upper part of FIG. The arterial pressure waveform is a waveform differentiated with respect to time (S3).

動脈圧波形のうち上行脚を時間で微分したものから正のピークが得られ（ｔ＝ｔ_ｐ１、ｔ_ｐ２…）、循環系指標算出手段１０２は、当該ピークの立ち上がりの始まり（ｔ＝ｔ_Ｂ０、ｔ_Ｂ１…）を一心拍の始まりとする。つまり、循環系指標算出手段１０２は、範囲（ｔ_Ｂ０〜ｔ_Ｂ１）、範囲（ｔ_Ｂ１〜ｔ_Ｂ２）…をそれぞれ一心拍の範囲として特定する（Ｓ４）。 A positive peak is obtained from the arterial pressure waveform obtained by differentiating the ascending limb with respect to time (t = t _p1 , t _p2 ...), and the circulatory system index calculation means 102 starts the rise of the peak (t = t _B0). , T _B1 ...) Is the beginning of one heartbeat. That is, the circulatory system index calculation means 102 _{specifies a range (t B0 to t B1} ), a range (t _{B1 to t B2} ), and the like as a range of one heartbeat (S4).

次に、循環系指標算出手段１０２は、一心拍の範囲内において拡張期の始点を特定する（Ｓ５）。特定方法の具体的手順を以下に説明する。 Next, the circulatory system index calculation means 102 identifies the start point of the diastole within the range of one heartbeat (S5). The specific procedure of the specific method will be described below.

図７は、循環系指標算出手段１０２の動作を説明するための一心拍の動脈圧波形を示すグラフ図である。 FIG. 7 is a graph showing an arterial pressure waveform of one heartbeat for explaining the operation of the circulatory system index calculating means 102.

一心拍の動脈圧波形は、一般的に図７に示すような形状を有しており、重複切痕であるノッチの図中左の谷Ｐ_ｎを境として収縮期（ｔ_Ｂｉ‐１〜ｔ_ａｉ）と拡張期（ｔ_ａｉ〜ｔ_Ｂｉ）に分けられる。循環系指標算出手段１０２は、ノッチの左の谷Ｐ_ｎを特定するために衝撃波であるピークＰ_ｐと重拍波であるピークＰ_ｄ付近の双方に接する接線ｌ_ｔを引き、当該接線ｌ_ｔと距離ｄ_ｍａｘが最大となる点を計算によって求めてこの点をノッチの左の谷Ｐ_ｎ（ｔ＝ｔ_ａｉ）とする。 The arterial pressure waveform of one heartbeat generally has a shape as shown in FIG. 7, and is a _{systole (t Bi-1 to t) with a valley Pn} on the left side of the notch, which is an overlapping notch, as a boundary. _It is divided into ai) and diastole (t _{ai to t Bi).} Circulation index calculation means 102, a tangent is drawn l _t in contact with both of the vicinity of the peak P _d is the peak P _p and dicrotic wave are shock waves to identify valleys P _n on the left of the notch, the tangent line l _t And the _{point where the distance d max} is maximized is obtained by calculation, and this point is defined as the valley P _n (t = t _ai ) on the left side of the notch.

次に、循環系指標算出手段１０２は、時刻（ｔ＝ｔ_ａｉ）から予め定めた期間ｔ_ｎｆだけ（例えば、ｔ_ｎｆ＝１００ｍｓｅｃ）後の時刻（ｔ＝ｔ_Ａｉ）を、回帰曲線を求める始点とする。つまり、循環系指標算出手段１０２は、範囲（ｔ_Ａｉ〜ｔ_Ｂｉ）の下行脚の波形に対する回帰曲線を求める。なお、上述した下行脚の範囲を求める方法は一例であり、始点及び終点を定められれば方法は限定されるものではない。なお、ｔ_ｎｆは定数であってもよいし、心拍数が高い場合には短く、心拍数が低い場合には長くして、脈拍数に合わせて変更するようにしてもよい。 Next, the circulatory system index calculation unit 102, the time the (t _{= t ai)} a predetermined time period _{t nf} only from _(e.g., t nf = 100 msec) after the time (t _{= t Ai),} starting for obtaining the regression curve And. That is, the circulatory system index calculation means 102 obtains a regression curve for the waveform of the descending limb in the _{range (t Ai to t Bi).} The above-mentioned method for obtaining the range of the descending limb is an example, and the method is not limited as long as the start point and the end point are determined. Note that t _nf may be a constant, or may be short when the heart rate is high and long when the heart rate is low, and may be changed according to the pulse rate.

循環系指標算出手段１０２は、拡張期の減衰波形に、一例として、以下の数式を用いてフィッティングする（Ｓ６）ことで、範囲（ｔ_Ａｉ〜ｔ_Ｂｉ）の波形に対する回帰曲線を求める。

The circulatory system index calculating means 102 obtains a regression curve for a waveform _{in the range (t Ai to t Bi} ) by fitting the decay waveform in the diastole period using the following mathematical formula (S6) as an example.

ここで、Ｐ_ｅｓは、ｔ＝ｔ_Ａｉにおける動脈圧であり、Ｐ_０は収束値を示している。回帰曲線を求める手法の具体例として、最小二乗法が用いられ、最小二乗法アルゴリズムの一例としてレーベンバーグ・マーカート法を用いてフィッティングを行うことができる。 _{Here, P es} is the arterial pressure at _{t =} t _{Ai, P 0} represents the convergence value. The least squares method is used as a specific example of the method for obtaining the regression curve, and the Levenberg-Marquart method can be used as an example of the least squares algorithm for fitting.

上記した数式（数１）は、血管の流路抵抗、血管のコンプライアンスを考慮し、血液循環を一時的に停止した場合に動脈圧が減衰して、血管内に均一に血液が分布したときに血管内圧がＰ_０に収束するモデルから導出したものである。つまり、Ｐ_０は血液循環を一時的に停止した場合の血管内圧の定常値である平均循環充満圧Ｐ_ｓｆに対応する値である。 The above formula (Equation 1) takes into consideration the flow path resistance of blood vessels and the compliance of blood vessels, and when the arterial pressure is attenuated when blood circulation is temporarily stopped and blood is evenly distributed in the blood vessels. intravascular pressure is one that was derived from a model that converges to P _0. That is, P ₀ is a value corresponding to the _{average circulatory filling pressure P sf} , which is a steady value of the intravascular pressure when blood circulation is temporarily stopped.

上記した数式（数１）は、一例として、以下の電気回路を用いたモデルから類推導出することができる。 The above mathematical formula (Equation 1) can be derived by analogy from a model using the following electric circuit as an example.

図１２は、動脈圧の減衰を表すモデルとしての回路図である。 FIG. 12 is a circuit diagram as a model showing the attenuation of arterial pressure.

心臓からの拍出による圧力を電圧Ｖに、流量を電流Ｉに、血管のコンプライアンスをキャパシタの静電容量Ｃに、血管の流路抵抗を抵抗の抵抗値Ｒに、平均循環充満圧を定電圧Ｖ_０の電源に置き換え、図１２に示すように、キャパシタと抵抗を並列に接続し、これらと電池を直列に接続した回路を疑似モデルとして想定すると、当該減衰回路の電圧Ｖはパルス応答の後に指数関数的に減衰して、値はＶ_０に収束するものとなる。なお、当該関数が、循環系の圧力の特性を示すものとして妥当であることを示す根拠として、次に説明する論文で説明された結果との相関が挙げられる。 The pressure from the pumping from the heart is the voltage V, the flow rate is the current I, the compliance of the blood vessel is the capacitance C of the capacitor, the flow path resistance of the blood vessel is the resistance value R of the resistance, and the average circulation filling pressure is the constant voltage. Assuming a circuit in which a capacitor and a resistor are connected in parallel and these and a battery are connected in series, as shown in FIG. 12, replaced with a power supply of V _{0, the voltage V of the attenuation circuit is after the pulse response.} It decays exponentially and the value converges to _{V 0.} As a basis for showing that the function is appropriate as an indicator of the pressure characteristics of the circulatory system, there is a correlation with the result explained in the following paper.

つまり、上記した数式（数１）を一心拍毎にフィッティングすることにより得られる収束値Ｐ_０が以下に示す文献の平均循環充満圧の値と良好に相関することを発明者らは確認した（Ｊａｃｉｎｔａ Ｊ． Ｍａａｓ， ｅｔ ａｌ．、“Ｂｅｄｓｉｄｅ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｏｔａｌ Ｓｙｓｔｅｍｉｃ Ｖａｓｃｕｌａｒ Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ， Ｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｖｏｌｕｍｅ， ａｎｄ Ｃａｒｄｉａｃ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃｕｒｖｅｓ ｉｎ Ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ Ｃａｒｅ Ｕｎｉｔ Ｐａｔｉｅｎｔｓ”、Ａｎｅｓｔｈｅｓｉａ ＆ Ａｎａｌｇｅｓｉａ、２０１２年、１０月、Ｖｏｌｕｍｅ １１５、Ｉｓｓｕｅ ４、ｐ８８０‐８８７参照。）。当該文献によると、上腕を駆血して橈骨動脈圧と中心静脈圧とを測定すると、橈骨動脈圧が減衰するとともに中心静脈圧が上昇する。橈骨動脈圧の減衰の結果、そして中心静脈圧の上昇の結果、両者は同じ値に収束し、当該同値に収束した値が平均循環充満圧Ｐ_ｓｆである。当該平均循環充満圧Ｐ_ｓｆと一心拍毎にフィッティングにより得られる収束値Ｐ_０は良好に相関する。 _{That is, the inventors confirmed that the convergence value P 0} obtained by fitting the above mathematical formula (Equation 1) for each heartbeat satisfactorily correlates with the value of the average circulating filling pressure in the literature shown below (). Jacinta J. Maas, et al., "Bedside Assessment of Total Systemic Vascular Compliance, Stressed Volume, and Cardiac Function Curves in Intensive Care Unit Patients", Anesthesia & Analgesia, 2012, October, Volume 115, Issue 4, p880- See 887.). According to the document, when the radial artery pressure and the central venous pressure are measured by bleeding the upper arm, the radial artery pressure decreases and the central venous pressure increases. As a result of the decrease in radial artery pressure and the increase in central venous pressure, both converge to the same value, and the value that converges to the same value is the average circulation filling pressure P _sf . The mean circulation filling pressure P _{sf and the convergence value P 0} obtained by fitting for each heartbeat are well correlated.

なお、上記近似及び導出された数式は例示であって、血管の流路抵抗、血管のコンプライアンスを考慮したモデルから導出された数式であれば上記の数式（数１）に限られるものではなく、少なくとも収束値が求まればよく、適宜定数を乗じてもよいし、異なる数式を用いてもよい。 The above approximation and derived mathematical formulas are examples, and are not limited to the above mathematical formulas (Equation 1) as long as they are mathematical formulas derived from a model considering the flow path resistance of blood vessels and the compliance of blood vessels. At least the convergence value may be obtained, and a constant may be appropriately multiplied, or a different mathematical formula may be used.

図８は、循環系指標算出手段１０２のフィッティング動作を説明するためのグラフ図である。 FIG. 8 is a graph for explaining the fitting operation of the circulatory system index calculating means 102.

図８において、破線は連続する拍動の動脈圧波形を示しており、実線は範囲（ｔ_Ａｉ〜ｔ_Ｂｉ）に対して上記数式をフィッティングしたものである。実線は、血管内圧の定常値Ｐ_０まで伸びており、定常値Ｐ_０は血液循環を一時停止した場合の平均循環充満圧Ｐ_ｓｆに対応する。 In FIG. 8, the broken line shows the arterial pressure waveform of continuous pulsation, and the solid line shows the above formula fitted to the _{range (t Ai to t Bi).} The solid line extends to the steady-state value P ₀ of the intravascular pressure, and the steady-state value P ₀ corresponds to the average circulatory filling pressure P _{sf when blood circulation is suspended.}

循環系指標算出手段１０２は、上記数式を破線の動脈圧波形にフィッティングすることでパラメータ（Ｐ_ｅｓ，Ｐ_０，τ）を定め、Ｐ_０から平均循環充満圧Ｐ_ｓｆを算出するとともに、時定数τを算出する（Ｓ７）。循環系指標算出手段１０２は、図５に示したように、算出した平均循環充満圧Ｐ_ｓｆを、対応する動脈圧波形の時刻とともに循環系指標情報１１３として記憶部１１に格納する。なお、対応する時刻は、一心拍の動脈圧波形の始点、終点又は始点と終点の間の任意の時刻を選択してよい。 _{The circulatory system index calculation means 102 determines parameters (Pes} , P ₀ , τ) by fitting the above formula to the arterial pressure waveform of a broken line, calculates the average circulation filling pressure P _{sf from P 0} , and has a time constant. Calculate τ (S7). As shown in FIG. 5, the circulatory system index calculating means 102 stores the calculated average circulating filling pressure _Psf in the storage unit 11 as the circulatory system index information 113 together with the time of the corresponding arterial pressure waveform. The corresponding time may be selected from the start point, end point, or any time between the start point and the end point of the arterial pressure waveform of one heartbeat.

次に、循環系指標算出手段１０２は、一心拍毎に得られた平均循環充満圧Ｐ_ｓｆ及び時定数τを、当該心拍に対応する時刻の生体情報１１２と対応付ける（Ｓ８）。つまり、図４及び図５に示した、同時刻の生体情報１１２と循環系指標情報１１３とを対応付ける。 Next, the circulatory system index calculation means 102 associates the average circulatory filling pressure P _sf and the time constant τ obtained for each heartbeat with the biological information 112 at the time corresponding to the heartbeat (S8). That is, the biological information 112 at the same time and the circulatory system index information 113 shown in FIGS. 4 and 5 are associated with each other.

（３）表示処理動作
次に、表示処理手段１０３又は情報出力手段１０４は、平均循環充満圧Ｐ_ｓｆ及びこれに対応付けられた生体情報１１２を表示部１２に表示する（Ｓ９）。 (3) Display processing operation Next, the display processing means 103 or the information output means 104 displays the average circulation filling pressure P _sf and the biological information 112 associated therewith on the display unit 12 (S9).

図９は、表示処理手段１０３又は情報出力手段１０４の表示動作の一例を説明するための概略図である。 FIG. 9 is a schematic diagram for explaining an example of the display operation of the display processing means 103 or the information output means 104.

表示画面１０３Ａは、表示処理手段１０３によって表示部１２に表示された表示内容又は情報出力手段１０４によって生体情報モニタ３Ａに表示された表示内容であり、メニュー、患者情報、時刻情報を表示するヘッダ表示領域１０３０と、生体情報１１２と生体情報１１２を経時的にグラフ表示した生体情報表示領域１０３１と、循環系指標情報１１３と循環系指標情報１１３を経時的にグラフ表示した循環系指標情報表示領域１０３２とを有し、生体情報表示領域１０３１のグラフ表示と循環系指標情報表示領域１０３２のグラフ表示とは同期して表示される。 The display screen 103A is a display content displayed on the display unit 12 by the display processing means 103 or a display content displayed on the biological information monitor 3A by the information output means 104, and is a header display for displaying a menu, patient information, and time information. The area 1030, the biological information display area 1031 in which the biological information 112 and the biological information 112 are graphically displayed over time, and the circulatory system index information display area 1032 in which the circulatory system index information 113 and the circulatory system index information 113 are graphically displayed over time. The graph display of the biological information display area 1031 and the graph display of the circulatory system index information display area 1032 are displayed in synchronization with each other.

医師５は、表示部１２又は生体情報モニタ３Ａに表示された上記表示画面１０３Ａの表示内容を確認し、患者４の循環系の状態を判断して輸液、輸血等の処置を適宜行う。 The doctor 5 confirms the display content of the display screen 103A displayed on the display unit 12 or the biological information monitor 3A, determines the state of the circulatory system of the patient 4, and appropriately performs treatment such as infusion and blood transfusion.

（実施の形態の効果）
上記した実施の形態によれば、患者４の動脈圧の時間変化のうち、心周期の拡張期の波形に対する回帰曲線を一心拍毎に求め、当該回帰曲線の収束値から平均循環充満圧Ｐ_ｓｆを算出したため、測定された血管内圧の時間変化の波形から一心拍毎に前負荷の指標となる値を算出することができる。また、平均循環充満圧Ｐ_ｓｆは、血管容量と血液量とから定まる指標であるため、術前の数値と術中又は術後の数値とを比較することで、患者の血管容量及び血液量、並びに患者の血管容量及び血液量の経過を監視することができる。 (Effect of embodiment)
According to the above-described embodiment, a regression curve for the diastolic waveform of the cardiac cycle is obtained for each heartbeat among the temporal changes in the arterial pressure of the patient 4, and the mean circulation filling pressure _{Psf is obtained from the convergence value of the regression curve.} Therefore, it is possible to calculate a value that is an index of preload for each heartbeat from the measured curve of the time change of the intravascular pressure. In addition, since the average circulation filling pressure P _sf is an index determined from the blood vessel volume and blood volume, the patient's blood vessel volume and blood volume, as well as the patient's blood vessel volume and blood volume, can be obtained by comparing the preoperative value with the intraoperative or postoperative value. The progress of the patient's vascular volume and blood volume can be monitored.

また、従来の平均循環充満圧を測定する方法は駆血が必要で、かつ、値が求まるまで少なくとも数十秒を要するため大きな侵襲を伴うものであったが、本願発明は少なくとも駆血を必要としないため上記侵襲を低減することができる。また、従来の平均循環充満圧は、測定までに数十秒を要するものであるから複数心拍における平均値と考えられるが、本願発明は一心拍毎に求めることができる。また、本願発明により求められた複数心拍の平均循環充満圧の平均をとることで精度を向上することができる。 In addition, the conventional method for measuring the average circulatory filling pressure requires avascularization, and it takes at least several tens of seconds for the value to be obtained, which is accompanied by a large invasion. However, the present invention requires at least ablation. Therefore, the above invasion can be reduced. Further, the conventional average circulatory filling pressure is considered to be an average value in a plurality of heartbeats because it takes several tens of seconds to measure, but the present invention can be obtained for each heartbeat. Further, the accuracy can be improved by taking the average of the average circulatory filling pressures of a plurality of heartbeats obtained by the present invention.

また、従来は輸液の反応性を評価するために一回拍出量変動（ＳＶＶ：Ｓｔｒｏｋｅ Ｖｏｌｕｍｅ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）、脈圧変動（ＰＰＶ：Ｐｕｌｓｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を測定していた。ＳＶＶは動脈圧ラインから得られる圧波形に基づいて心拍出量を算定し、その一回心拍出量の呼吸性変動を変化率で表すものである。ＰＰＶは、動脈圧ラインから得られる脈圧の呼吸性変動の変化率を算出するものである。これらの値はどのくらいの輸液を行ってよいか評価するためのものであり、ＰＰＶ及びＳＶＶのいずれも輸液により反応のある数値であるが、呼気時、吸気時により変動するものであり一心拍毎の数値をそれぞれ比較することができないため、患者の血管容量及び血液量、並びに患者の血管容量及び血液量の経過を監視するためには用いることができなかったが、本願で算出する平均循環充満圧Ｐ_ｓｆに対応するＰ_０は、一心拍毎に数値が求まるものであるため、術前の数値と術中又は術後の数値とを比較することで、患者の適正な血液量を管理し、患者の血管容量及び血液量の経過を監視することができる。 In addition, conventionally, stroke volume fluctuation (SVV: Stroke Volume Variation) and pulse pressure fluctuation (PPV: Pulse Pressure Variation) have been measured in order to evaluate the reactivity of the infusion solution. SVV calculates the cardiac output based on the pressure waveform obtained from the arterial pressure line, and expresses the respiratory fluctuation of the single cardiac output by the rate of change. PPV calculates the rate of change in respiratory fluctuations in pulse pressure obtained from the arterial pressure line. These values are for evaluating how much infusion can be performed, and both PPV and SVV are numerical values that respond to the infusion, but they fluctuate depending on the time of exhalation and inhalation, and are per heartbeat. Since it is not possible to compare the values of, it could not be used to monitor the patient's vascular volume and blood volume, and the progress of the patient's vascular volume and blood volume, but the average circulation filling calculated in the present application. Since the _{value of P 0} corresponding to the _{pressure P sf} can be obtained for each heartbeat, the appropriate blood volume of the patient can be managed by comparing the preoperative value with the intraoperative or postoperative value. The progress of the patient's vascular volume and blood volume can be monitored.

また、以下に説明するように、平均循環充満圧Ｐ_ｓｆからさらに静脈還流抵抗の解析が可能となる。 Further, as described below, it is possible to further analyze the venous return resistance from the _{average circulation filling pressure P sf.}

図１１は、心拍出量及び静脈還流量と平均右心房圧との関係を示すグラフ図である。 FIG. 11 is a graph showing the relationship between cardiac output and venous return and average right atrial pressure.

心拍出量曲線及び整脈還流量曲線は、個体内変動及び個体間変動はあるものの概ね図１１に示すような形状となる。静脈還流曲線の横軸との交点が平均循環充満圧Ｐ_ｓｆであり、心拍出量曲線と整脈還流量曲線との交点が循環平衡点Ｐ_ｃｅであり、中心静脈圧Ｃ_ｖｐをその圧力とするものである。中心静脈圧Ｃ_ｖｐは、右心房内圧であり中心静脈ライン等から測定される。 The cardiac output curve and the rhythmic recirculation curve have a shape as shown in FIG. 11 although there are intra-individual fluctuations and inter-individual fluctuations. The intersection with the horizontal axis of the venous return curve is the mean circulation filling pressure P _sf , the intersection of the cardiac output curve and the rhythmic return rate curve is the circulation equilibrium point P _ce , and the central venous pressure C _bp is the pressure thereof. Is to be. Central venous pressure C _bp is the pressure in the right atrium and is measured from the central venous line or the like.

図１１において、静脈還流量曲線の右下がりの傾きの逆数は静脈還流抵抗を示すため、Ｐ_ｓｆとＰ_ｃｅの２点が定まれば静脈還流抵抗が求められる。従来、リアルタイムで平均循環充満圧Ｐ_ｓｆが測定できなかったため、臨床では静脈還流抵抗を求められなかったが、本発明によりＰ_ｓｆが算出可能となるため、臨床において静脈還流抵抗が算出可能となる。また、逐次、静脈還流抵抗を算出することで静脈還流抵抗の時間変化を測定することができる。 In FIG. 11, since the reciprocal of the downward slope of the venous return curve indicates the venous return resistance, the venous return resistance can be obtained if the two points _{P sf} and P _{ce are determined.} Conventionally, since the average circulation filling pressure P _sf could not be measured in real time, the venous return resistance could not be obtained clinically. However, since the P _sf can be calculated by the present invention, the venous return resistance can be calculated clinically. .. In addition, the time change of the venous return resistance can be measured by sequentially calculating the venous return resistance.

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々な変形が可能である。 [Other embodiments]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施の形態では大動脈の動脈圧、つまり、体循環の血管内圧に対応する動脈圧を測定したが、肺循環の血管内圧に対応する動脈圧、つまり、肺動脈圧を測定してもよく、数値の絶対値は動脈圧に比べて小さいものの、肺動脈圧からも平均循環充満圧を求めることができる。また、全体循環の血管内圧として大動脈圧及び肺動脈圧を総合して測定してもよく、大動脈圧及び肺動脈圧から平均循環充満圧を求めてもよい。 For example, in the above embodiment, the arterial pressure of the aorta, that is, the arterial pressure corresponding to the intravascular pressure of the systemic circulation is measured, but the arterial pressure corresponding to the intravascular pressure of the pulmonary circulation, that is, the pulmonary arterial pressure may be measured. Although the absolute value of the numerical value is smaller than the arterial pressure, the average circulation filling pressure can also be obtained from the pulmonary arterial pressure. Further, the aortic pressure and the pulmonary artery pressure may be comprehensively measured as the intravascular pressure of the total circulation, or the average circulation filling pressure may be obtained from the aortic pressure and the pulmonary artery pressure.

また、上記実施の形態では、動脈圧の下行脚に対して回帰曲線を求めたが、静脈圧の増加曲線に対して回帰曲線を求めて平均循環充満圧を求めてもよい。静脈圧の変動幅が小さいためノイズ対策等は必要となるものの、理論的には静脈圧からも平均循環充満圧が算出される。 Further, in the above embodiment, the regression curve is obtained for the descending leg of the arterial pressure, but the regression curve may be obtained for the increase curve of the venous pressure to obtain the average circulating filling pressure. Since the fluctuation range of the venous pressure is small, it is necessary to take measures against noise, but theoretically, the average circulatory filling pressure is calculated from the venous pressure.

また、上記実施の形態では、動脈圧波形の微分値から一心拍の範囲を定義したが、心電図の波形等の生体情報をはじめとする他の情報から一心拍の範囲を定義してもよい。 Further, in the above embodiment, the range of one heartbeat is defined from the differential value of the arterial pressure waveform, but the range of one heartbeat may be defined from other information such as biological information such as the waveform of the electrocardiogram.

また、時定数τのリアルタイム表示、履歴表示、複数拍動の平均値表示、予測値の表示を表示部１２及び／又は生体情報モニタ３Ａにさらに表示するようにしてよいのはもちろん、時定数τから算出される他の生体情報のリアルタイム表示、履歴表示、複数拍動の平均値表示、予測値の表示を表示部１２及び／又は生体情報モニタ３Ａにさらに表示するようにしてもよい。 Further, the time constant τ may be further displayed on the display unit 12 and / or the biological information monitor 3A, as well as the real-time display of the time constant τ, the history display, the average value display of a plurality of beats, and the display of the predicted value. The real-time display of other biometric information calculated from the above, the history display, the average value display of a plurality of beats, and the display of the predicted value may be further displayed on the display unit 12 and / or the biometric information monitor 3A.

また、表示部１２、操作部１３、通信部１４は、循環系指標算出装置１の必須の構成でないことはもちろんであり、省略してもよいし、別装置としてもよい。同様に生体センサ３は、循環系指標算出システム６に必須の構成ではなく、省略してもよいし、別システムとして用意してもよい。 Further, the display unit 12, the operation unit 13, and the communication unit 14 are not indispensable configurations of the circulatory system index calculation device 1, and may be omitted or may be a separate device. Similarly, the biosensor 3 is not an essential configuration for the circulatory system index calculation system 6, and may be omitted or prepared as a separate system.

上記実施の形態では制御部１０の各手段１００〜１０４の機能をプログラムで実現したが、各手段の全て又は一部をＡＳＩＣ等のハードウエアによって実現してもよい。また、上記実施の形態で用いたプログラムをＣＤ‐ＲＯＭ等の記録媒体に記憶して提供してもよいし、インターネットを介して配信することで提供することもできる。また、クラウド上で動作するプログラムであってもよい。また、上記実施の形態で説明した上記動作の順序の入れ替え、削除、追加等は本発明の要旨を変更しない範囲内で可能である。 In the above embodiment, the functions of the means 100 to 104 of the control unit 10 are realized by a program, but all or a part of each means may be realized by hardware such as ASIC. Further, the program used in the above embodiment may be stored in a recording medium such as a CD-ROM and provided, or may be provided by distributing it via the Internet. It may also be a program that runs on the cloud. Further, the order of the above operations described in the above embodiment can be changed, deleted, added, etc. within the range that does not change the gist of the present invention.

１ ：循環系指標算出装置
２ ：動脈圧センサ
３ ：生体センサ
３Ａ ：生体情報モニタ
４ ：患者
５ ：医師
６ ：循環系指標算出システム
１０ ：制御部
１１ ：記憶部
１２ ：表示部
１３ ：操作部
１４ ：通信部
１００ ：動脈圧情報取得手段
１０１ ：生体情報取得手段
１０２ ：循環系指標算出手段
１０３ ：表示処理手段
１０３Ａ ：表示画面
１０４ ：情報出力手段
１１０ ：循環系指標算出プログラム
１１１ ：動脈圧情報
１１２ ：生体情報
１１３ ：循環系指標情報
１０３０ ：ヘッダ表示領域
１０３１ ：生体情報表示領域
１０３２ ：循環系指標情報表示領域

1: Circulatory system index calculation device 2: Arterial pressure sensor 3: Biological sensor 3A: Biological information monitor 4: Patient 5: Doctor 6: Circulatory system index calculation system 10: Control unit 11: Storage unit 12: Display unit 13: Operation unit 14: Communication unit 100: Arterial pressure information acquisition means 101: Biological information acquisition means 102: Circulatory system index calculation means 103: Display processing means 103A: Display screen 104: Information output means 110: Circulatory system index calculation program 111: Arterial pressure information 112: Biological information 113: Circulatory system index information 1030: Header display area 1031: Biological information display area 1032: Circulatory system index information display area

Claims (7)

コンピュータを、
患者の動脈圧の時間変化のうち、心周期の拡張期の波形に対し、循環系としての血管の流路抵抗と血管のコンプライアンスに対する一心拍の圧力応答を表す減衰関数を用いて回帰曲線を一心拍毎に求め、当該回帰曲線の収束値から当該心拍における前記患者の平均循環充満圧を一心拍毎に算出する算出手段として機能させるための循環系指標算出プログラム。 Computer,
Of the time changes in the patient's arterial pressure, against the diastolic waveform of the cardiac cycle, a regression curve using the decay function representative of the one heartbeat pressure's response to the flow path resistance and the compliance of the blood vessels of the blood vessel as the circulatory system A circulatory system index calculation program that is obtained for each heartbeat and functions as a calculation means for calculating the average circulatory filling pressure of the patient in the heartbeat from the convergence value of the regression curve for each heartbeat. 前記算出手段は、複数心拍の前記収束値の平均から前記循環系の指標を算出する請求項１に記載の循環系指標算出プログラム。 The circulatory system index calculation program according to claim 1 , wherein the calculation means calculates the circulatory system index from the average of the convergent values of a plurality of heartbeats. 前記算出手段は、前記減衰関数の前記収束値を算出するとともに、さらに前記減衰関数の時定数を算出する請求項１に記載の循環系指標算出プログラム。 The circulatory system index calculation program according to claim 1 , wherein the calculation means calculates the convergence value of the decay function and further calculates the time constant of the decay function. 前記コンピュータを、
前記算出手段が算出した前記循環系の指標の時間変化を表示処理する表示処理手段としてさらに機能させる請求項１〜３のいずれか１項に記載の循環系指標算出プログラム。 The computer
The circulatory system index calculation program according to any one of claims 1 to 3 , further functioning as a display processing means for displaying the time change of the circulatory system index calculated by the calculation means. 前記表示処理手段は、前記循環系の指標の時間変化と、前記患者の生体情報の時間変化とを同期して表示する請求項４に記載の循環系指標算出プログラム。 The circulatory system index calculation program according to claim 4 , wherein the display processing means synchronously displays the time change of the circulatory system index and the time change of the biological information of the patient. 患者の動脈圧の時間変化のうち、心周期の拡張期の波形に対し、循環系としての血管の流路抵抗と血管のコンプライアンスに対する一心拍の圧力応答を表す減衰関数を用いて回帰曲線を一心拍毎に求め、当該回帰曲線の収束値から当該心拍における前記患者の平均循環充満圧を一心拍毎に算出する算出手段を有する循環系指標算出装置。 Of the time changes in the patient's arterial pressure, against the diastolic waveform of the cardiac cycle, a regression curve using the decay function representative of the one heartbeat pressure's response to the flow path resistance and the compliance of the blood vessels of the blood vessel as the circulatory system A circulatory system index calculation device having a calculation means for calculating for each heartbeat and calculating the average circulatory filling pressure of the patient in the heartbeat from the convergence value of the regression curve for each heartbeat. 患者の血管内圧を測定する測定器と、
前記測定器によって測定された前記患者の動脈圧の時間変化のうち、心周期の拡張期の波形に対し、循環系としての血管の流路抵抗と血管のコンプライアンスに対する一心拍の圧力応答を表す減衰関数を用いて回帰曲線を一心拍毎に求め、当該回帰曲線の収束値から当該心拍における前記患者の平均循環充満圧を一心拍毎に算出する算出手段を有する循環系指標算出装置と、
前記循環系指標算出装置が算出した前記平均循環充満圧の時間変化を表示処理する表示装置とを備える循環系指標算出システム。 A measuring instrument that measures the intravascular pressure of a patient,
Of the time change of the arterial pressure of the patient measured by the measuring instrument, against the diastolic waveform of the cardiac cycle, it represents an heartbeat pressure's response to the flow path resistance and the compliance of the blood vessels of the blood vessel as the circulatory system A circulatory system index calculation device having a calculation means for obtaining a regression curve for each heartbeat using a decay function and calculating the average circulating filling pressure of the patient in the heartbeat from the convergence value of the heartbeat for each heartbeat.
A circulatory system index calculation system including a display device for displaying and processing a time change of the average circulation filling pressure calculated by the circulatory system index calculation device .

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