JP3409399B2 - 投薬制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は投薬の制御に用いられ
る投薬制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高血圧症、心不全等、循環器系に疾患を
有する患者は、循環動態の挙動が不安定である場合が多
いため、常時、その容体を監視し、危険な状態に陥らな
いようにする必要がある。ここで、循環器系の挙動を左
右する要素としては、α受容体、β受容体、コリン受容
体、ＡＣＥ受容体などが知られている。そこで、αブロ
ッカ、βブロッカ、カルシウムブロッカ、ＡＣＥ阻害剤
といった循環作動薬を患者に投与することで循環系の状
態を制御し、患者の循環動態の挙動を安定化するといっ
た処置が採られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な循環作動薬の投与は、患者の容体が正常状態から逸脱
した場合にタイムリーに行わなければならないため、医
師等は患者の容体を常時監視していなくてはならず、そ
のために多大なる労力を要する。また、症状の重い病人
は、常時といって構わない位の頻度で循環作動薬を投与
を受けねばならないので、この投与を受けるだけのため
に病院のベッドに寝たきりになっていなければならな
い。

【０００４】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、患者の循環動態を監視しその結果に基づい
て必要な投薬を行うことができる投薬制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
交感神経受容体が正常な状態であると認められ得る脈波
のスペクトルから算出された波形パラメータを記憶する
記憶手段と、定期的に患者から脈波を取り込む脈波検出
手段と、前記取り込まれた脈波の波形パラメータを求め
る脈波解析手段と、前記取り込まれた脈波に対応する波
形パラメータが前記記憶手段に記憶されている波形パラ
メータから所定値以上離れている場合に投薬を指令する
投薬制御手とを具備することを特徴とする投薬制御装置
を要旨とする。請求項２に係る発明は、前記患者の血圧
を測定する手段を有し、前記投薬制御手段は、前記取り
込まれた脈波に対応する波形パラメータが前記記憶手段
に記憶されている波形パラメータから所定値以上離れて
おり、かつ、前記血圧が所定の値になった場合に投薬を
指令することを特徴とする請求項１記載の投薬制御装置
を要旨とする。請求項３に係る発明は、前記脈波解析手
段は前記脈波に対し周波数解析を施して脈波の各スペク
トルを求め、これらのスペクトルに基づいて前記波形パ
ラメータを算出することを特徴とする請求項１記載の投
薬制御装置を要旨とする。請求項４に係る発明は、前記
波形パラメータは、脈波の高調波スペクトルの基本波ス
ペクトルに対する振幅比または所定のスペクトルの位相
により構成されることを特徴とする請求項３記載の投薬
制御装置を要旨とする。請求項５に係る発明は、定期的
に患者から脈波を取り込む脈波検出手段と、 前記脈波の
波形パラメータを求める脈波解析手段と、 前記波形パラ
メータが所定の条件を満足する場合に投薬を指令する投
薬制御手段とを備え、前記脈波解析手段は、人体の動脈
系の中枢部から末梢部に至る系を模した電気回路に対し
大動脈起始部の圧力波に対応した電気信号を与えたとき
に前記脈波検出手段によって取り込まれた脈波に相当す
る出力波形が該電気回路から得られるように該電気回路
の各素子の値を算定し、この算定結果を前記波形パラメ
ータとすることを特徴とする投薬制御装置を要旨とす
る。請求項６に係る発明は、前記電気回路は、前記動脈
系中枢部での血液粘性による血管抵抗に対応した第１の
抵抗、前記動脈系中枢部での血液の慣性に対応したイン
ダクタンス、前記動脈中枢部での血管の粘弾性に対応し
た静電容量および前記末梢部での血管抵抗に対応した第
２の抵抗とを有し、１対の入力端子間に前記第１の抵抗
およびインダクタンスからなる直列回路と前記静電容量
および第２の抵抗からなる並列回路とが順次直列に介挿
されてなる四要素集中定数モデルであることを特徴とす
る請求項５記載の投薬制御装置を要旨とする。請求項７
に係る発明は、前記脈波解析手段により求められた波形
パラメータを前記投薬のための条件として設定する設定
手段を具備することを特徴とする請求項１記載の投薬制
御装置を要旨とする。請求項８に係る発明は、前記患者
への投薬量を求め、該投薬量の積算値が所定量に致った
場合にアラームを出力する第１のアラーム手段を具備す
ることを特徴とする請求項１記載の投薬制御装置を要旨
とする。請求項９に係る発明は、前記投薬が正常に行わ
れているか否かを監視し、異常がある場合にアラームを
出力する第２のアラーム手段を具備することを特徴とす
る請求項１記載の投薬制御装置を要旨とする。請求項１
０に係る発明は、患者に携帯されて使用される投薬制御
装置であり、バッテリを有すると共に、このバッテリの
出力電圧を、前記脈波検出手段による脈波の取り込み、
前記脈波解析手段による前記波形パラメータの算出およ
び前記投薬が行われる期間のみ各々に該当する要素へ供
給する給電制御手段を有することを特徴とする請求項１
記載の投薬制御装置を要旨とする。請求項１１に係る発
明は、前記バッテリの出力電圧が所定電圧以下になった
場合にアラームを出力する第３のアラーム手段を具備す
ることを特徴とする請求項１０記載の投薬制御装置を要
旨とする。請求項１２に係る発明は、定期的に患者から
脈波を取り込む脈波検出手段と、 前記脈波の波形パラメ
ータを求める脈波解析手段と、 前記波形パラメータが所
定の条件を満足する場合に投薬を指令する投薬制御手段
と、メモリとを具備すると共に、前記投薬が行われる毎
にその時刻、薬の種別および投薬量を表す投薬記録情報
を前記メモリに記録する投薬記録手段を具備することを
特徴とする投薬制御装置。請求項１３に係る発明は、通
信手段を有し、この通信手段を介し外部の装置と前記メ
モリとの前記投薬記録情報の授受を行う請求項１２記載
の投薬制御装置。

【０００６】

【作用】上記請求項１〜６に係る発明によれば、患者の
循環動態が定期的に監視され、必要に応じて自動的に投
薬がなされる。請求項７に係る発明によれば、個々の患
者に適した条件により投薬可否の判定が行われる。請求
項８に係る発明によれば、薬がなくなってしまう前にア
ラーム出力をさせることができる。請求項９に係る発明
によれば、投薬が正常に行われない場合にアラーム出力
がされるので、投薬に使用する注射針の交換等、適切な
処置を医師が行うことができる。請求項１０に係る発明
によれば、患者に携帯した状態で使用することができ、
しかも、不要な電力の消費が抑えられているので長時間
に亙って使用することができる。請求項１１に係る発明
によれば、バッテリの出力電圧が低下した場合にアラー
ムが出力されるので、投薬制御装置がバッテリ消耗によ
り動作停止となるのを未然に防止することができる。請
求項１２に係る発明によれば、投薬記録情報がメモリ内
に残るので、医師はこの投薬記録情報を参照し患者の容
体の変化等を診ることができる。請求項１３に係る発明
によれば、外部の装置とメモリとの間で投薬記録情報の
授受を行うことができるので、複数の投薬制御装置によ
り連続して投薬制御を行い、その投薬記録を行うことが
できる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照し、本発明に係る投薬制御
装置の実施例を説明する。

【０００８】＜第１実施例＞本実施例による投薬制御装
置は、患者の血圧を安定した状態に保つために使用され
る装置であり、患者が投薬を必要とする状態にあるか否
かを判断し、この判断結果に従ってαブロッカ、βブロ
ッカ等のうち必要な循環作動薬を患者に投与するもので
ある。なお、ここにいう循環作動薬とは、循環系に直接
または間接に影響を与える薬剤またはホルモン剤も含む
ものである。

【０００９】Ａ．事前検討 本実施例に係る装置を設計するに際し、患者が投薬を必
要とする状況を適切に捉える必要がある。本願発明者
は、投薬実験を重ねた結果、「高血圧者等の循環系の挙
動を左右するα受容体およびβ受容体などの交感神経受
容体の活動状態が脈波の変化となって現れる」との知見
を得た。

【００１０】図１および図２は循環作動薬の投与を行っ
た場合の脈波のスペクトルの変化を示すものである。さ
らに詳述すると、図１においてグラフＡ０、Ａ１および
Ａ２は脈波に含まれる各高調波スペクトルの基本波スペ
クトルに対する振幅比を示しており、グラフＡ０は正常
な状態における振幅比、グラフＡ１は患者にβブロッカ
たるインデラールを与えてα受容体を興奮状態にした場
合の振幅比、グラフＡ２は患者にαブロッカを与えてβ
受容体を興奮状態にした場合の振幅比を各々示してい
る。なお、図１において、横軸には“振幅２／１”、
“振幅３／１”、…なる表記があるが、これらは基本波
スペクトルに対する第２次、第３次、…の高調波スペク
トルの各振幅比を意味している。

【００１１】また、図２においてグラフＢ０、Ｂ１、Ｂ
２は脈波の立上がり開始タイミングを基準（すなわち、
位相角０度）にした場合の脈波の各高調波スペクトルの
位相を示しており、グラフＢ０は正常な状態における位
相、グラフＢ１は患者にβブロッカたるインデラールを
与えてα受容体を興奮状態にした場合の位相、グラフＢ
２は患者にαブロッカを与えてβ受容体を興奮状態にし
た場合の位相を各々示している。なお、図２において、
横軸には“位相２”、“位相３”、…なる表記がある
が、これらは第２次、第３次、…の高調波スペクトルの
各位相を意味している。

【００１２】以下説明する本実施例に係る装置は、上記
投薬実験の結果を投薬制御に利用するものである。すな
わち、本実施例に係る装置は、患者の脈波を定期的に測
定してその周波数解析を行い、脈波に含まれる各スペク
トルの振幅および位相がグラフＡ１およびＢ１に示す状
態にある場合はαブロッカを患者に投与してα受容体の
興奮状態を鎮め、グラフＡ２およびＢ２に示す状態にあ
る場合はβブロッカを投与してβ受容体の興奮状態を鎮
め、患者の血圧を安定化するものである。

【００１３】Ｂ．実施例の構成 図３は本実施例に係る投薬制御装置１００の構成を示す
ブロック図である。同図に示すようにこの投薬制御装置
１００には脈波検出部２００、第１投薬部３００および
第２投薬部４００が接続される。脈波検出部２００は、
歪ゲージ等の圧力検出部材およびこの圧力検出部材を患
者の橈骨動脈部等に押し当てられるカフ帯を有してお
り、圧力検出部材に加わる圧力を検出し脈波信号（アナ
ログ信号）として出力する。また、脈波検出部２００は
血圧測定にも使用され、血圧測定の際には上記歪ゲージ
によって血圧脈波を検出し出力する。第１および第２投
薬部３００および４００はマイクロポンプおよびその駆
動回路等によって構成されており、投薬制御装置１００
による制御の下、各々患者にαブロッカおよびβブロッ
カを投与する。

【００１４】投薬制御装置１００は、メモリ１、入力部
２、出力部３、波形抽出記憶部４およびマイクロコンピ
ュータ５によって構成されている。メモリ１は、バッテ
リバックアップされたＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）等によって構成された不揮発性メモリであり、マイ
クロコンピュータ５が投薬制御装置１００内の各部を制
御する際の制御データの一時記憶に使用される。また、
このメモリ１の所定の記憶エリアには、前掲図１および
２におけるグラフＡ１およびＢ１を表す情報がα優位状
態定義情報として記憶されると共にグラフＡ２およびＢ
２を表す情報がβ優位状態定義情報として予め記憶され
ている。これらの各状態定義情報は、なるべく多くの患
者について投薬実験および脈波の周波数解析を行い、各
人について得たグラフＡ１、Ｂ１、Ａ２およびＢ２を平
均化したものを使用することが好ましい。また、本実施
例に係る投薬制御装置１００は、このような内容の固定
されたα優位状態定義情報およびβ優位状態定義情報を
利用して投薬制御を行う他、患者から得た脈波のスペク
トルに基づいてα優位状態定義情報およびβ優位状態定
義情報を作成し、このようにして作成されたα優位状態
定義情報およびβ優位状態定義情報を使用して投薬制御
を行うこともできるように構成されている。メモリ１の
特定の記憶エリアには、このようにして作成されるα優
位状態定義情報およびβ優位状態定義情報が格納され
る。

【００１５】入力部２は、マイクロコンピュータ５に対
するコマンド入力のために設けられた手段であり、例え
ばキーボード等によって構成されている。出力部３は、
プリンタ、表示装置等によって構成されており、これら
の装置はマイクロコンピュータ５による制御の下、患者
から得た脈波のスペクトルの記録、投薬の記録、脈波の
表示等を行う。

【００１６】波形抽出記憶部４は、マイクロコンピュー
タ５による制御の下、脈波検出部２００から出力される
脈波信号を取り込み、この取り込んだ信号から１波長分
（１拍分）の脈波を抽出して記憶する。ここで、図４を
参照し波形抽出記憶部４の構成を説明する。図４におい
て、１０１はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器であ
り、脈波検出部２００によって出力される脈波信号を一
定周期のサンプリングクロックφに従ってデジタル信号
に変換して出力する。１０２はローパスフィルタであ
り、Ａ／Ｄ変換器１０１から順次出力されるデジタル信
号に対し、所定のカットオフ周波数以上の成分を除去す
る処理を施し、その結果を波形値Ｗとして順次出力す
る。１０３はＲＡＭによって構成される波形メモリであ
り、ローパスフィルタ１０２を介して供給される波形値
Ｗを順次記憶する。１１１は波形値アドレスカウンタで
あり、マイクロコンピュータ５から波形採取指示ＳＴＡ
ＲＴが出力されている期間、サンプリングクロックφを
カウントし、そのカウント結果を波形値Ｗを書き込むべ
き波形アドレスＡＤＲ１として波形メモリ１０３のアド
レス入力端へ供給する。また、この波形アドレスＡＤＲ
１はマイクロコンピュータ５により監視される。

【００１７】１２１は微分回路であり、ローパスフィル
タ１０２から順次出力される波形値Ｗの時間微分を演算
して出力する。１２２は零クロス検出回路であり、波形
値Ｗの時間微分が０となった場合に零クロス検出パルス
Ｚを出力する。さらに詳述すると、零クロス検出回路１
２２は、図５に例示する脈波の波形においてピーク点Ｐ
１、Ｐ２、…を検出するために設けられた回路であり、
これらのピーク点に対応した波形値Ｗが入力された場合
に零クロス検出パルスＺを出力する。１２３はピークア
ドレスカウンタであり、マイクロコンピュータ５から波
形採取指示ＳＴＡＲＴが出力されている期間、零クロス
検出パルスＺをカウントし、そのカウント結果をピーク
アドレスＡＤＲ２として出力する。１２４は移動平均算
出回路であり、現時点までに微分回路１２１から出力さ
れた過去所定個数分の波形値Ｗの時間微分値の平均値を
算出し、その結果を現時点に至るまでの脈波の傾斜を表
す傾斜情報ＳＬＰとして出力する。１２５は後述するピ
ーク情報を記憶するために設けられたピーク情報メモリ
である。

【００１８】マイクロコンピュータ５は、入力部２を介
して入力されるコマンドに従って本装置１００内の各部
の制御を行う。また、マイクロコンピュータ５は、時計
回路を内蔵しており、投薬制御を行う動作モードにおい
ては、一定時間が経過する毎に以下の各処理を行う。

【００１９】波形抽出記憶部１による脈波信号の取り
込み処理および１波長分の脈波の抽出処理の制御 波形抽出記憶部４内の微分回路１２１および零クロス検
出回路１２２によって脈波のピーク点が検出される毎に
以下列挙する各情報（以下、ピーク情報と総称する）を
求め、図６に示すテーブル形式に従ってピーク情報メモ
リ１２５に書き込む。

【００２０】（ピーク情報の内容） 波形値アドレスＡＤＲ１：ローパスフィルタ１０２から
出力される波形値Ｗが極大値または極小値となった時点
で波形アドレスカウンタ１１１から出力されている書き
込みアドレスＡＤＲ１、すなわち、極大値または極小値
に相当する波形値Ｗの波形メモリ１０３における書き込
みアドレスである。 ピーク種別Ｂ／Ｔ：上記波形値アドレスＡＤＲ１に書き
込まれた波形値Ｗが極大値Ｔ（Ｔｏｐ）であるか極小値
Ｂ（Ｂｏｔｏｍ）であるかを示す情報である。 波形値Ｗ：上記極大値または極小値に相当する波形値で
ある。 ストロークＳＴＲＫ：直前のピーク値から当該ピーク値
に至るまでの波形値の変化分である。 傾斜情報ＳＬＰ：当該ピーク値に至るまでの過去所定個
数分の波形値の時間微分の平均値である。

【００２１】脈波の周波数解析および患者の状態の判
定 上記ピーク情報に基づいて１波長分の脈波の波形値を波
形メモリ１０３から１波長分の脈波を読み出しＦＦＴ
（高速フーリエ変換）を施す。そして、この結果得られ
る脈波の各スペクトルとα優位状態定義情報およびβ優
位状態定義情報とを比較し、患者がα受容体またはβ受
容体の興奮した状態か否かを判定する。

【００２２】投薬制御 上記判定結果に基づき、患者のα受容体が興奮状態にあ
り、かつ、患者の血圧値が投薬を必要とする値である場
合は第２投薬部４００に駆動指令を供給してβブロッカ
の投与を行い、患者のβ受容体が興奮状態にあり、か
つ、患者の血圧値が投薬を必要とする値である場合は第
１投薬部３００に駆動指令を供給してαブロッカの患者
への投与を行う。

【００２３】図７に第１投薬部３００（第２投薬部４０
０）の構成を示す。この図において、３０１はマイクロ
ポンプであり、その入力ポート３０５はチューブ３０５
Ｔを介しαブロッカまたはβブロッカによって満たされ
た薬液タンク３６１に挿入されており、出力ポート３０
６はチューブ３０６Ｔを介し投薬用の注射針３６２に連
結されている。駆動回路３６３は、マイクロコンピュー
タ５から駆動指令が与えられることにより所定レベル
（約１００Ｖ）の駆動パルスを発生し、マイクロポンプ
３０１の駆動手段たる圧電素子３２６に供給する。発振
回路３６４は上記駆動パルスのパルス幅よりも周期の短
い多数のパルスを発生し、コンデンサＣおよび抵抗Ｒを
介しマイクロポンプ３０１の作動検出スイッチ３５０へ
印加する。ここで、作動検出スイッチ３５０は、マイク
ロポンプ３０１の出力ポート３０６から液が排出される
毎に所定の時間幅だけオン状態となるように構成されて
いる。従って、マイクロポンプ３０１が正常に作動して
いる場合は、マイクロポンプ３０１に駆動パルスが印加
され、これによる液の排出が行われる毎に作動検出スイ
ッチ３５０の両端の電圧が低下することとなる。異常検
出回路３６５は作動検出スイッチ３５０の両端の電圧を
整流し、この整流により得られた電圧のレベルが駆動パ
ルスに対応した時間的変化をしていない場合に異常検出
信号を出力する。

【００２４】図８は投薬部を構成するマイクロポンプ３
０１の断面図である。このマイクロポンプ３０１は、基
板３０２、薄膜板３０３および表面板３０４のサンドイ
ッチ構造によるものである。

【００２５】基板３０２は、例えば厚さ１ｍｍ程度のガ
ラス基板からなり、入力ポート３０５および出力ポート
３０６が設けられている。これらのポートには、チュー
ブ３０５Ｔおよび３０６Ｔが、液漏れすることがないよ
う接着剤により接合されている。

【００２６】薄膜板３０３は、例えば厚さ０．３ｍｍ程
度のＳｉ基板からなり、エッチング法により入口バルブ
３０７、出口バルブ３０８が形成されると共にこれらの
バルブの間にダイヤフラム３０９が形成されている。そ
して、さらにダイヤフラム３０９の下方のポンプ室３２
２およびこれに通じるポンプ流路系が形成されている。
ダイヤフラム３０９の上部には、駆動手段として、ピエ
ゾディスクの圧電素子３２６が接着されている。

【００２７】入口バルブ３０７は、基板３０２を覆うよ
うに形成されており、その上平面部ほぼ中央には通孔３
１８が形成されると共にこの通孔３１８を囲むように下
方に突出する弁体３１６が形成されている。この弁体３
１６は先端部が基板３０２まで致っており、入口バルブ
３０７の側面とこの弁体３１６により室３１７が形成さ
れている。この室３１７は図示しない流路を介し入力ポ
ート３０５に通じている。一方、出口バルブ３０８は出
力ポート３０６の入口を覆うキャップ状の弁体３２５に
よって構成されている。

【００２８】薄膜板３０３の上には基板３０２と同様の
ガラス基板からなる表面板３０４が陽極接合法により接
着されており、この表面板３０４により上記のポンプ流
路系の一部の流路の上部壁が構成されている。この表面
板３０４の上記ダイヤフラム３０９に対応した箇所には
窓３２８が形成されている。上記圧電素子３２６は、こ
の窓３２８を介して露出した上記ダイヤフラム３０９の
表面に接着される。表面板３０４の厚さは約１ｍｍであ
る。

【００２９】次に作動検出スイッチ３５０について説明
する。この作動検出スイッチ３５０は、出口バルブ３０
８の隔壁の挙動を検出すべく設けられたものであり、該
隔壁の上部に突出した突起部３５１と、この突起部３５
１の表面に接着された電極板３５２と、この電極板３５
２と対向するように表面板３０４の下部に接着された裏
面電極板３５３によって構成されている。ここで、電極
板３５２および３５３にはコンデンサＣおよびＲを介し
発振回路３６４の出力パルスが印加される。電極板３５
２および３５３としては、例えばＰｔ−Ｉｒ、Ｗ、Ｔ
ａ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｔｉ、多結晶Ｓｉ、ＷＳ
ｉ₂、ＣＰ１、ＣＰ２等の接点材料を使用する。

【００３０】Ｃ．実施例の動作 以下、本実施例の動作を説明する。 ａ．固定されたα優位状態定義情報およびβ優位状態定
義情報を利用した投薬制御 モード指定を特に行わない場合、本実施例に係る投薬制
御装置１００は、メモリ１内に予め記憶された固定のα
優位状態定義情報およびβ優位状態定義情報に基づいて
以下説明するように患者への投薬の制御を行う。投薬を
行うに際し、薬液タンク３６１をαブロッカまたはβブ
ロッカによって満たされたものと交換した場合、使用者
はその旨を示すコマンドを入力部２から入力する。マイ
クロコンピュータ５はこのコマンドを受け取ることによ
りαブロッカまたはβブロッカの残量の初期値（薬液タ
ンク一杯分の容量に相当）をメモリ１に書き込む。

【００３１】上述した通り、マイクロコンピュータ５は
時計回路を内蔵しており、この時計回路により一定時間
の計時が行われる毎にタイマ割込み信号が発生される。
そして、このタイマ割込み信号の発生によりマイクロコ
ンピュータ５は図９にフローを示すタイマ割込みルーチ
ンを実行する。

【００３２】まず、ステップＳ１０１へ進み、波形およ
びそのピーク情報の採取のための処理を実行する。この
処理について詳述すると、まず、マイクロコンピュータ
５により波形採取指示ＳＴＡＲＴが出力され、波形抽出
記憶部４内の波形アドレスカウンタ１１１およびピーク
アドレスカウンタ１２３のリセットが解除される。この
結果、波形アドレスカウンタ１１１によりサンプリング
クロックφのカウントが開始され、そのカウント値が波
形アドレスＡＤＲ１として波形メモリ１０３に供給され
る。そして、脈波検出部２００によって検出された橈骨
動脈波形がＡ／Ｄ変換器１０１に入力され、サンプリン
グクロックφに従ってデジタル信号に順次変換され、ロ
ーパスフィルタ１０２を介し波形値Ｗとして順次出力さ
れる。このようにして出力された波形値Ｗは、波形メモ
リ１０３に順次供給され、その時点において波形アドレ
スＡＤＲ１によって指定される記憶領域に書込まれる。
以上の動作により図５に例示する橈骨動脈波形に対応し
た一連の波形値Ｗが波形メモリ１０３に蓄積される。

【００３３】一方、上記動作と並行し、ピーク情報の検
出およびピーク情報メモリ１２５への書込が以下説明す
るようにして行われる。まず、ローパスフィルタ１０２
から出力される波形値Ｗの時間微分が微分回路１２１に
よって演算され、この時間微分が零クロス検出回路１２
２および移動平均算出回路１２４に入力される。移動平
均算出回路は、このようにして波形値Ｗの時間微分値が
供給される毎に過去所定個数の時間微分値の平均値（す
なわち、移動平均値）を演算し、演算結果を傾斜情報Ｓ
ＬＰとして出力する。ここで、波形値Ｗが上昇中もしく
は上昇を終えて極大状態となっている場合は傾斜情報Ｓ
ＬＰとして正の値が出力され、下降中もしくは下降を終
えて極小状態となっている場合は傾斜情報ＳＬＰとして
負の値が出力される。

【００３４】そして、例えば図５に示す極大点Ｐ１に対
応した波形値Ｗがローパスフィルタ１０２から出力され
ると、時間微分として０が微分回路１２１から出力さ
れ、零クロス検出回路１２２から零クロス検出パルスＺ
が出力される。この結果、マイクロコンピュータ５によ
り、その時点における波形値アドレスカウンタ１１１の
カウント値たる波形アドレスＡＤＲ１、波形値Ｗ、ピー
クアドレスカウンタのカウント値たるピークアドレスＡ
ＤＲ２（この場合、ＡＤＲ２＝０）および傾斜情報ＳＬ
Ｐが取り込まれる。また、零クロス検出信号Ｚが出力さ
れることによってピークアドレスカウンタ１２３のカウ
ント値ＡＤＲ２が２になる。

【００３５】そして、マイクロコンピュータ５は、取り
込んだ傾斜情報ＳＬＰの符号に基づいてピーク種別Ｂ／
Ｔを作成する。この場合のように極大値Ｐ１の波形値Ｗ
が出力されている時にはその時点において正の傾斜情報
が出力されているので、マイクロコンピュータ５はピー
ク情報Ｂ／Ｔの値を極大値に対応したものとする。そし
て、マイクロコンピュータ１は、ピークアドレスカウン
タ１２３から取り込んだピークアドレスＡＤＲ２（この
場合、ＡＤＲ２＝０）をそのまま書込アドレスＡＤＲ３
として指定し、波形値Ｗ、この波形値Ｗに対応した波形
アドレスＡＤＲ１、ピーク種別Ｂ／Ｔ、傾斜情報ＳＬＰ
を第１回目のピーク情報としてピーク情報メモリ１２５
に書き込む。なお、第１回目のピーク情報の書き込みの
場合、直前のピーク情報がないためストローク情報の作
成および書き込みは行わない。

【００３６】その後、図５に示す極小点Ｐ２に対応した
波形値Ｗがローパスフィルタ１０２から出力されると、
上述と同様に零クロス検出パルスＺが出力され、書込ア
ドレスＡＤＲ１、波形値Ｗ、ピークアドレスＡＤＲ２
（＝１）、傾斜情報ＳＬＰ（＜０）がマイクロコンピュ
ータ５により取り込まれる。そして、マイクロコンピュ
ータ１により、上記と同様、傾斜情報ＳＬＰに基づいて
ピーク種別Ｂ／Ｔ（この場合、ボトムＢ）が決定され
る。また、マイクロコンピュータ５によりピークアドレ
スＡＤＲ２よりも１だけ小さいアドレスが読み出しアド
レスＡＤＲ３としてピーク情報メモリ１２５に供給さ
れ、第１回目に書き込まれた波形値Ｗが読み出される。
そして、マイクロコンピュータ５により、ローパスフィ
ルタ１０２から今回取り込んだ波形値Ｗとピーク情報メ
モリ１２５から読み出した第１回目の波形値Ｗとの差分
が演算され、ストローク情報ＳＴＲＫが求められる。そ
して、このようにして求められたピーク種別Ｂ／Ｔ、ス
トローク情報ＳＴＲＫが他の情報ＡＤＲ１、Ｗ、ＳＬＰ
と共に第２回目のピーク情報としてピーク情報メモリ１
２５のピークアドレスＡＤＲ３＝１に対応した記憶領域
に書き込まれる。以後、ピーク点Ｐ３、Ｐ４、…が検出
された場合も同様の動作が行われる。そして、所定時間
が経過すると、マイクロコンピュータ５により波形採取
指示ＳＴＡＲＴの出力が停止され、波形値Ｗおよびピー
ク情報の採取が終了する。

【００３７】次にステップＳ１０２に進み、マイクロコ
ンピュータ５は波形読出処理および周波数解析を実行す
る。まず、マイクロコンピュータ５により、ピーク情報
メモリ１２５から各ピーク点Ｐ１、Ｐ２、…に対応した
傾斜情報ＳＬＰおよびストローク情報ＳＴＲＫが順次読
み出される。次いで、各ストローク情報ＳＴＲＫの中か
ら正の傾斜に対応したストローク情報（すなわち、対応
する傾斜情報ＳＬＰが正の値となっているもの）が選択
され、これらのストローク情報の中から値の大きなもの
上位所定個数がさらに選択される。そして、選択された
ストローク情報ＳＴＲＫの中から中央値に相当するもの
が選択され、波形パラメータの抽出を行うべき１波長分
の脈波の立ち上がり部、例えば図５において符号ＳＴＲ
ＫＭによって示した立ち上がり部のストローク情報が求
められる。そして、当該ストローク情報に対応したピー
クアドレスよりも１だけ前のピークアドレス、すなわ
ち、波形パラメータの抽出を行うべき１波長分の脈波の
開始点Ｐ６のピークアドレスが求められる。次にマイク
ロコンピュータ５により、上記開始点のピークアドレス
から始まる１波長分の脈波の波形値が波形メモリ１０３
から読み出され、ＦＦＴ処理により、脈波のスペクトル
が求められる。

【００３８】次にステップＳ１０３に進み、マイクロコ
ンピュータ５はステップＳ１０２において求めた脈波の
各スペクトルを現在の日時分を表す情報と共にメモリ１
に蓄積すると共に、脈波に含まれる各高調波スペクトル
の基本波スペクトルに対する振幅比と、各高調波スペク
トルの位相とを求め、状態表示パラメータとしてメモリ
１に書き込む。

【００３９】次にステップＳ１０４に進み、メモリ１内
に記憶された前回投与を行った時刻（後述）と時計回路
の出力を参照し、前回投薬を行った時刻から所定時間以
上経過しているか否かを判断する。この判断結果が「Ｙ
ｅｓ」の場合はステップＳ１０５へ進み、「Ｎｏ」の場
合はタイマ割込みルーチンを終了する。このような判断
を行うのは、投薬による効果が現れる前に同種のブロッ
カを連続して投与してしまう不具合を防止するためであ
る。

【００４０】次にステップＳ１０５に進むと、メモリ１
に記憶された状態表示パラメータをα優位状態定義情報
およびβ優位状態定義情報と比較する。ここで、状態表
示パラメータが所定の誤差範囲内でα優位状態定義情報
と一致している場合はステップＳ１０６へ進む。そし
て、脈波検出部２００によって患者の血圧脈波を測定し
て血圧値を求め、この血圧値が投薬を必要とする値であ
る場合にはαブロッカの投薬を行うべく所定回数に亙っ
て駆動指令を第１投薬部３００へ送る。また、状態表示
パラメータが所定の誤差範囲内でβ優位状態定義情報と
一致している場合はステップＳ１０７へ進み、ステップ
Ｓ１０６と同様、患者の血圧値が投薬を必要とする値で
ある場合にβブロッカの投薬を行うべく所定回数に亙っ
て駆動指令を第２投薬部４００へ送る。状態表示パラメ
ータがα優位状態定義情報およびβ優位状態定義情報の
いずれからも外れている場合はタイマ割込みルーチンを
終了する。

【００４１】駆動指令がマイクロコンピュータ５により
発生されると、これを受け取った投薬部３００または４
００では次の動作が行われる。まず、駆動回路３６３
は、マイクロコンピュータ５から駆動指令が与えられる
ことにより所定レベル（約１００Ｖ）の駆動パルスを発
生し、マイクロポンプ３０１の圧電素子３２６に供給す
る。この駆動パルスが印加されると、図１０に示すよう
に圧電素子３２６が変形し、ダイヤフラム３０９がへこ
んだ形にたわむ。この結果、ポンプ室３２２内の圧力が
上昇し、出力バルブ３０８の隔壁が持ち上げられ、弁体
３２５が基板３０２から離れる。そして、ポンプ室３２
２内のブロッカが、この弁体３２５と基板３０２との隙
間を介し出力ポート３０６へ流出し、チューブ３０６Ｔ
および注射針３６２を介し患者に投与される。そして、
駆動パルスが立ち下がると、図１１に示すようにダイヤ
フラム３０９が内側にへこんだ状態から元に戻ろうとす
るため、ポンプ室３２２に負圧が生じる。このため、出
口バルブ３０８の弁体３２５が基板３０２に押し付けら
れることによって出力ポート３０６が塞がれ、逆に入力
バルブ３０７は隔壁が上方に持ち上がり、これに伴って
弁体３１６が基板３０２から離れる。この結果、入力ポ
ート３０５からブロッカが流入し、弁体３１６と基板３
０２との隙間および通孔３１８を介しポンプ室３２２へ
と吸取られる。以後、駆動パルスが印加される毎に上記
と同様なブロッカの排出および吸入が繰り返される。

【００４２】マイクロポンプ３０１が作動している間、
その作動検出スイッチ３５０の両端の電圧が異常検出回
路３６５により監視される。針詰り等により、ブロッカ
が円滑に排出されないと、駆動パルスの発生タイミング
と、作動検出スイッチ３５０がオン状態となるタイミン
グとの関係が正常時のものからずれてくる。異常検出回
路３６５は、このずれを検知した場合に異常検出信号を
マイクロコンピュータ５へ出力する。マイクロコンピュ
ータ５はこの異常検出信号を受信することにより出力部
３にアラーム表示を行わせ、使用者に対し注射針の交換
を促す。ステップＳ１０６またはＳ１０７が終了すると
ステップＳ１０８へ進み、駆動指令の発生回数に基づい
て今回の投与量を演算し、この投与量と、今回投与した
ブロッカの種類（αブロッカ／βブロッカ）と、投与を
行った時刻とを投薬記録情報としてメモリ１に書き込
む。このようにメモリ１に書き込まれた投薬記録情報は
入力部２からのコマンド入力により出力部３から出力さ
せることができる。医師はこの投薬記録情報を参照し、
患者の容体の変化等を診ることができる。また、ステッ
プＳ１０８においては、今回投与を行ったブロッカに対
応した残量をメモリ１から読み出し、この残量から今回
の投与量を差し引いてその結果を残量としてメモリ１に
書き込む。ここで、残量が所定値以下となった場合、マ
イクロコンピュータ５は出力部３へ警告出力指令を送
る。出力部３は、警告ランプの点灯等のアラーム表示に
より使用者に薬液タンクの交換を促す。警告の出力は音
を出すことによって行ってもよい。以上によりタイマ割
込みルーチンが終了し、その後、一定時間が経過する
と、再びタイマ割込みルーチンが実行される。

【００４３】ｂ．パターン記憶／自動運転モード 使用者は入力部２からのコマンド入力により動作モード
としてパターン記憶／自動運転モードを設定することが
できる。この動作モードでは、患者から得た脈波のスペ
クトルに基づいてα優位状態定義情報およびβ優位状態
定義情報を作成し、以後、このようにして作成されたα
優位状態定義情報およびβ優位状態定義情報を使用して
投薬制御を行うことができる。以下、この動作モードで
の動作を説明する。

【００４４】まず、この動作モードでの投薬制御を開始
するに際し、α優位状態定義情報およびβ優位状態定義
情報を得る必要がある。医師は、患者がαブロッカまた
はβブロッカを必要とする状態になった時点で、α優位
状態定義情報またはβ優位状態定義情報を作成すべき旨
のコマンドを入力部２へ入力する。この結果、図１２に
フローを示すパターン記憶ルーチンがマイクロコンピュ
ータ５により実行される。まず、ステップＳ２０１へ進
んで波形採取およびピーク検出の各処理を実行し、次い
でステップＳ２０２へ進んで１波長分の脈波の抽出処理
およびＦＦＴを実行する。これらの各ステップの処理内
容は上記タイマ割込みルーチン（図１１）におけるステ
ップＳ１０１およびＳ１０２と同様であるので詳細な説
明は省略する。次いでステップＳ２０３に進み、ステッ
プＳ２０２において得た脈波のスペクトルに基づいて状
態定義情報（α優位状態定義情報またはβ優位状態定義
情報）を演算する。そして、ステップＳ２０４に進み、
α、βのうちいずれの状態定義情報の作成が命じられた
かを判断し、この判断結果に従い、ステップＳ２０３に
おける演算結果をα優位状態定義情報（ステップＳ２０
５）またはβ優位状態定義情報（ステップＳ２０６）と
してメモリ１へ書き込む。このようにしてα優位状態定
義情報およびβ優位状態定義情報をメモリ１内に作成し
た後、かかる状態定義情報に基づく投薬制御の開始のコ
マンドを入力部２から入力する。これにより、上述と同
様、一定時間間隔でタイマ割込みルーチンが実行され
る。ただし、この場合、メモリ１に予め記憶されていた
固定の状態定義情報ではなく、上述のようにして患者か
ら得られたα優位状態定義情報およびβ優位状態定義情
報に基づく投薬制御が行われる。

【００４５】＜第２実施例＞この発明の第２実施例の構
成を図１３に示す。同図において、７００は病院のベッ
ドの傍ら等に固定されて使用される固定型投薬制御装
置、８００は患者に携帯された状態で使用される携帯型
投薬制御装置であり、これらの各装置はいずれも上記第
１実施例における投薬制御装置１００と類似した構成を
有している。従って、これらの各装置７００および８０
０において、上記投薬制御装置１００の各部と対応する
部分には同一の符号を付してその説明を省略し、以下、
装置１００と相異する部分のみを説明する。

【００４６】投薬制御装置７００および８００には各々
のマイクロコンピュータ５が相互に通信を行うためのＩ
／Ｏインタフェース６が設けられている。脈波検出部２
００、第１投薬部３００および第２投薬部４００といっ
た外部装置は、各々ケーブル２００Ｃ、３００Ｃおよび
４００Ｃにより、固定型投薬制御装置７００または携帯
用投薬制御装置８００に接続することができる。各ケー
ブル２００Ｃ、３００Ｃおよび４００Ｃ内には信号線と
給電線が収められており、投薬制御装置と各外部装置と
の間の信号の授受は信号線を介して行われ、電力の供給
は給電線を介して行われる。

【００４７】携帯用投薬制御装置８００は、充電端子８
ｄを介して充電されるバッテリ（図示略）を有しこのバ
ッテリからの電力を装置内各部へ供給すると共に上記各
ケーブルの各給電線を介して各外部装置へ供給する給電
制御部８ｂを有している。携帯型投薬制御装置８００は
バッテリを電源として動作するものであるため、消費電
力を節約するべく、マイクロコンピュータ５により給電
制御部８ｂによる給電の制御が行われる。すなわち、マ
イクロコンピュータ５による制御の下、上述したタイマ
割込みルーチンが実行される場合等、必要な期間のみ給
電制御部８ｂから装置内各部への給電が行われ、それ以
外の期間はマイクロコンピュータ５のみに給電が行われ
る。また、脈波検出部３００への給電は波形抽出記憶部
４内のＡ／Ｄ変換器が波形値のサンプリングを行う場合
のみ行われ、投薬部４００および５００への給電はタイ
マ割込みルーチンのステップＳ１０６またはＳ１０７に
おいて投薬を行う場合に限り行われる。また、給電制御
部８ｂはバッテリの出力電圧が所定電圧値以下になった
場合にアラーム信号を出力する電圧監視回路（図示略）
を備えている。このアラーム信号はマイクロコンピュー
タ５へ供給され、アラーム信号を受け取ったマイクロコ
ンピュータ５は発光素子または警報音発生装置（共に図
示略）といった警報手段を駆動して警報を発する。

【００４８】固定用投薬制御装置３００は、電源８ａを
有しており、この電源８ａは商用電源に基づいて装置内
部および装置外部の脈波検出部等に電力を供給する。ま
た、電源８ａの出力電圧は電圧出力端子８ｃに出力され
るようになっており、この端子８ｃに携帯用投薬制御装
置８００の充電端子８ｄを接続することにより携帯用投
薬制御装置８００内のバッテリを充電することができ
る。

【００４９】各投薬制御装置７００および８００は、各
々を単体で使用する場合の動作は上記第１実施例のもの
と同様であるのでその説明を省略する。

【００５０】本実施例に係る投薬制御装置７００および
８００はＩ／Ｏインタフェース６を介して情報の授受を
し得るので、以下のような使用法が可能である。 固定型投薬制御装置７００に脈波検出部２００、第１
投薬部３００、第２投薬部４００および携帯型投薬制御
装置８００を接続し、携帯型投薬制御装置８００のバッ
テリの充電を行いながら、固定型投薬制御装置７００に
より患者のα優位状態定義情報およびβ優位状態定義情
報を採取しメモリ１に格納する。 固定型投薬制御装置７００のメモリ１に記憶されたα
優位状態定義情報およびβ優位状態定義情報をマイクロ
コンピュータ５が読み出し、Ｉ／Ｏインタフェース６を
介し携帯型投薬制御装置８００へ送る。これらの情報は
携帯型投薬制御装置８００内においてＩ／Ｏインタフェ
ース６およびマイクロコンピュータ５を介しメモリ１に
書き込まれる。 携帯型投薬制御装置８００に脈波検出部２００、第１
投薬部３００および第２投薬部４００を接続し、投薬制
御開始のコマンドを入力し、上記第１実施例において説
明したタイマ割込みルーチンを定期的に実行させ、固定
型投薬制御装置７００から受け取ったα優位状態定義情
報およびβ優位状態定義情報に基づく投薬制御を行わせ
る。この間、患者は病院のベッドから離れて移動するこ
とができる。また、この間、携帯型投薬制御装置８００
内のバッテリの出力電圧が所定電圧値以下になった場合
にはアラーム信号が発生され、アラーム信号を受け取っ
たマイクロコンピュータ５により警報が発せられる。 所定時間の経過、または薬液タンクを交換すべき旨の
アラーム表示により患者が病院のベッドに戻る。そし
て、携帯型投薬制御装置８００を固定型投薬制御装置７
００に接続し、携帯用投薬制御装置８００のバッテリの
充電を行いつつ、携帯型投薬制御装置８００内のメモリ
１に記憶された投薬記録（これまでに投与を行った時
刻、投与したブロッカの種類）を固定型投薬制御装置７
００へ送る。この投薬記録は、固定型投薬制御装置７０
０内のメモリ１に記憶されていたその時点までの投薬記
録に追加される。このように投薬記録情報が固定型投薬
制御装置７００のメモリ１内に残り、医師はこの投薬記
録情報を出力部３から出力させて参照し、患者の容体の
変化等を診ることができる。また、この際、医師は、固
定型投薬制御装置７００により必要に応じてα優位状態
定義情報およびβ優位状態定義情報を作成し直し、携帯
型投薬制御装置８００へ送ることも可能である。その
後、患者が望む場合には、上記およびと同様な手順
に従って携帯用投薬型制御装置８００による投薬の制御
を行う。

【００５１】＜第３実施例＞上記第１および第２実施例
では、脈波のスペクトルから得られる情報を状態表示パ
ラメータ（波形パラメータ）として使用し（図９，ステ
ップＳ１０２およびＳ１０３）、この状態表示パラメー
タに基づいて投薬すべきか否かの判断（ステップＳ１０
５）を行った。これに対し、本実施例では、本出願人が
特願平５−１４３１号において提案した手法を使用し、
患者から得られた脈波に基づいて患者の循環動態をモデ
ル化した四要素集中定数モデルの各素子の値を求め、こ
の結果を状態表示パラメータとして使用する。ここで、
四要素集中定数モデルは、人体の循環系の挙動を決定す
る要因のうち、動脈系中枢部での血液による慣性、中枢
部での血液粘性による血管抵抗（粘性抵抗）、中枢部で
の血管のコンプライアンス（粘弾性）及び末梢部での血
管抵抗（粘性抵抗）の４つのパラメータに着目し、これ
らを電気回路としてモデリングしたものである。

【００５２】図１４に四要素集中定数モデルの回路図を
示す。以下、この四要素集中定数モデルを構成する各素
子と上記各パラメータとの対応関係を示す。 インダクタンスＬ：動脈系中枢部での血液の慣性 〔dy
n・s²/cm⁵〕 静電容量Ｃ：動脈系中枢部での血管のコンプライアンス
（粘弾性）〔cm⁵/dyn〕 なお、コンプライアンスとは血管の軟度を表わす量であ
り、粘弾性のことである。 電気抵抗Ｒ_c：動脈系中枢部での血液粘性による血管抵
抗〔dyn・s/cm⁵〕 電気抵抗Ｒ_p：動脈系末梢部での血液粘性による血管抵
抗〔dyn・s/cm⁵〕 また、この電気回路内の各部を流れる電流ｉ，ｉ_P，ｉ_c
は、各々対応する各部を流れる血流〔cm³/ｓ〕に相当す
る。また、この電気回路に印加される入力電圧ｅは大動
脈起始部の圧力〔dyn/cm²〕に相当する。そして、静電
容量Ｃの端子電圧ｖ_P は、橈骨動脈部での圧力〔dyn/cm
²〕に相当するものである。

【００５３】本実施例において、マイクロコンピュータ
５は、ステップＳ１０２において１拍相当の脈波を波形
メモリ１０３から読み出した後、大動脈起始部の圧力波
に対応した電気信号を与えたときの上記４要素集中定数
モデルの動作をシミュレーションする。そして、波形メ
モリ１０３から読み出された脈波が４要素定数集中モデ
ルから得られるように４要素集中定数モデルの各素子の
値を算定し、この算定結果を状態表示パラメータとして
使用する。なお、この４要素集中モデルの求め方につい
ては上記特願平５−１４３１号において詳細に説明され
ているので説明を省略する。そして、ステップＳ１０５
においては、予め状態定義パラメータとして用意された
α優位状態およびβ優位状態における４要素集中定数モ
デルの各素子の値を上記状態表示パラメータと比較し、
患者がいかなる状態かを判断する。

【００５４】＜変形例＞ （１）上記第１および第２実施例ではＦＦＴにより脈波
のスペクトルを求めるようにしたが、ＭＥＭ（最大エン
トロピー法）等の他の周波数解析手法により求めてもよ
い。 （２）脈波の波形パラメータが所定の条件を満足する場
合にαブロッカまたはβブロッカの投与を行うようにし
たが、αブロッカまたはβブロッカの投与を必要とする
状態での脈波そのものをメモリに記憶させ、この記憶さ
れた脈波と測定により得られた脈波とを比較することに
より投薬制御を行うようにしてもよい。 （３）上記実施例では、２種類のブロッカを使用する例
を示したが、１種類のブロッカのみを使用するように上
記各実施例を変形してもよく、また３以上の種類のブロ
ッカを使用するように変形してもよい。例えばαブロッ
カの投薬のみが必要である場合には、図３に示す構成か
ら第２投薬部４００を削除し、第１投薬部３００のみを
使用する。また、マイクロコンピュータ５が定期的に実
行するタイマ割込みルーチン（図９）のステップＳ１０
５以降を変更し、図１５に示すものにする。すなわち、
ステップＳ１０４の判断結果が「Ｙｅｓ」となった場合
には現在の患者の状態がα優位状態か否かを判断し、こ
の判断結果が「Ｙｅｓ」の場合はαブロッカの投薬（ス
テップＳ１０６）およびその記録（ステップＳ１０８）
を行い、「Ｎｏ」の場合は投薬を行うことなくタイマ割
込みルーチンを終了する。

【００５５】（４）上記実施例では、α優位状態または
β優位状態となった場合に所定量のブロッカの投薬を一
度に投薬したが、投薬の態様はこれに限定されるもので
はない。例えば、ニフェディピン等を投与してもよい。
さらにこれらの場合において、制御の方法を設定したプ
ログラム投薬、すなわち、α優位状態またはβ優位状態
が検出された場合に、ある時刻において所定量の投薬、
その後の所定時間経過後にさらに所定量の投薬という具
合に、予め設定したプログラムに従って複数回に分けて
投薬を行ってもよい。 （５）上記実施例では注射針により投薬を行ったが、投
薬を行うための手段はこれに限定されるものではない。
例えば、経皮投与、静脈内投与、動脈内投与、腹腔内投
与、経口投与、経直腸投与など様々な投薬方法が適用さ
れ得る。 （６）本発明は循環作動薬の投薬制御のみならず、他の
用途にも使用可能である。例えば、閉塞性動脈硬化症の
場合のプロスタグランディン（動脈拡張剤）の投与、点
滴速度の自動制御、透析中のヘパリンの投与の制御等を
本発明に係る装置を用いて行ってもよい。 （７）投薬手段は、上記実施例に開示のシリコンマイク
ロマシーニングを用いたマイクロポンプに限定されるも
のではなく、シリンジ式、ロータリ式、バルーン式等、
各種輸液ポンプを本発明に係る投薬制御装置に適用する
ことが可能である。

【００５６】（８）上記各実施例では橈骨動脈波に基づ
いて患者の状態を判断するようにしてが、橈骨動脈以外
の脈波、例えば指尖脈波等を測定し、この脈波を解析す
ることにより投薬の判断を行ってもよい。また、上記実
施例では波形パラメータに基づいて投薬の必要性を検知
した後、血圧測定により投薬するか否かについての最終
的な判断を行ったが、血管内圧を直接測ることにより最
終的な判断を行ってもよい。

【００５７】（９）上記実施例では、患者がα優位状態
またはβ優位状態であることを脈波のスペクトルのパタ
ーンに基づいて検出したが、特定のスペクトルの変化に
基づいて検出してもよい。この検出方法を実施するため
臨床データとして、本出願人は図１６および図１７に示
すものを得た。これらの図は、投薬によって脈波のスペ
クトルの位相および振幅がいかなる変化をするかを示す
ものであり、図１６が第２高調波の場合、図１７が第３
高調波の場合を示している。各図において、縦軸は投薬
による各高調波の位相の変化量であり、横軸は各高調波
の振幅の基本波の振幅に対する比の変化量である。そし
て、直線Ｌ１およびＬ４によって結んだ各プロットはニ
フェディピンの投与を行った場合、直線Ｌ２およびＬ５
によって結んだ各プロットはフェントラミンの投与を行
った場合、直線Ｌ３およびＬ６によって結んだ各プロッ
トはプロプラノロールの投与を行った場合を各々示して
いる。図１６に示す通り、脈波の第２高調波に関して
は、ニフェディピン投与により位相の遅れと振幅の増加
が起こり、プロプラノロール投与により位相の遅れと振
幅の減少が起こり、フォントラミン投与により位相の進
みと振幅の増大が生じた。また、図１７に示すように、
脈波の第３高調波に関しては、ニフェディピン投与によ
り位相の遅れと振幅の低下が起こり、プロプラノロール
投与により振幅の低下が起こり、フォントラミン投与に
より位相の遅れが生じた。また、これらの位相および振
幅の変化量は上記各循環作動薬の投与量に依存すること
が分かった。この変形例においては、図１６または図１
７に示すデータを投薬制御に使用する。すなわち、本例
においては、患者の脈波の第２高調波の位相遅れまたは
振幅変化を検出することにより投薬が必要な状態にある
ことを検知し、必要な投薬を行う。

【００５８】（１０）上記実施例では、患者から得られ
る脈波に基づいて投薬をするか否かの判断を行い、必要
な場合には自動的に投薬を行うようにした。しかし、本
発明は、このように自動的に投薬を行う範囲のものに限
定されるものではない。例えば、上記実施例から投薬手
段たるマイクロポンプ等を除き、患者から得られた脈波
の高調波スペクトルの基本波スペクトルに対する振幅比
または高調波スペクトルの位相の変化を例えば前掲図
１，２，１６または１７に示すような態様で表示または
出力させる脈波検出装置を構成してもよい。この場合、
医師は脈波検出装置の表示内容または出力内容に基づい
て投薬すべきか否かといった判断をすることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る投薬制
御装置によれば、患者の循環動態を監視し、必要に応じ
て自動的に投薬を行い、患者の循環動態を安定化するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 循環作動薬の投与による脈波のスペクトルの
振幅の変化を例示する図である。

【図２】 循環作動薬の投与による脈波のスペクトルの
位相の変化を例示する図である。

【図３】 この発明の第１実施例による投薬制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図４】 この発明の同実施例における波形抽出記憶部
４の構成を示すブロック図である。

【図５】 同実施例における波形メモリ１０３に記憶さ
れる脈波を例示する図である。

【図６】 同実施例におけるピーク情報メモリ１２５の
記憶内容を示す図である。

【図７】 同実施例における投薬部３００の構成を示す
図である。

【図８】 同投薬部におけるマイクロポンプ３０１の構
成を示す断面図である。

【図９】 同実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図１０】 マイクロポンプ３０１の動作を示す図であ
る。

【図１１】 マイクロポンプ３０１の動作を示す図であ
る。

【図１２】 同実施例の動作を示すタイムチャートであ
る。

【図１３】 この発明の第２実施例による投薬制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図１４】 この発明の第３実施例において使用する四
要素集中定数モデルを示す回路図である。

【図１５】 上記各実施例の変形例の動作を示すフロー
チャートである。

【図１６】 投薬によって脈波の第２高調波の位相およ
び振幅が変化する様子を示す図である。

【図１７】 投薬によって脈波の第３高調波の位相およ
び振幅が変化する様子を示す図である。

【符号の説明】

５……マイクロコンピュータ、４……波形抽出記憶部、
２００……脈波検出部、３００……第１投薬部、４００
……第２投薬部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−300562（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−285530（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−277435（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−280932（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−272034（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−285218（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−131648（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61M 5/00 327 A61B 5/0245

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交感神経受容体が正常な状態であると認
   められ得る脈波のスペクトルから算出された波形パラメ
   ータを記憶する記憶手段と、 定期的に患者から脈波を取り込む脈波検出手段と、前記取り込まれた 脈波の波形パラメータを求める脈波解
   析手段と、前記取り込まれた脈波に対応する波形パラメータが前記
   記憶手段に記憶されている波形パラメータから所定値以
   上離れている場合に 投薬を指令する投薬制御手とを具備
   することを特徴とする投薬制御装置。
2. 【請求項２】 前記患者の血圧を測定する手段を有し、
   前記投薬制御手段は、前記取り込まれた脈波に対応する
   波形パラメータが前記記憶手段に記憶されている波形パ
   ラメータから所定値以上離れており、かつ、前記血圧が
   所定の値になった場合に投薬を指令することを特徴とす
   る請求項１記載の投薬制御装置。
3. 【請求項３】 前記脈波解析手段は前記脈波に対し周波
   数解析を施して脈波の各スペクトルを求め、これらのス
   ペクトルに基づいて前記波形パラメータを算出すること
   を特徴とする請求項１記載の投薬制御装置。
4. 【請求項４】 前記波形パラメータは、脈波の高調波ス
   ペクトルの基本波スペクトルに対する振幅比または所定
   のスペクトルの位相により構成されることを特徴とする
   請求項３記載の投薬制御装置。
5. 【請求項５】 定期的に患者から脈波を取り込む脈波検
   出手段と、 前記脈波の波形パラメータを求める脈波解析手段と、 前記波形パラメータが所定の条件を満足する場合に投薬
   を指令する投薬制御手段とを備え、 前記脈波解析手段は、人体の動脈系の中枢部から末梢部
   に至る系を模した電気回路に対し大動脈起始部の圧力波
   に対応した電気信号を与えたときに前記脈波検出手段に
   よって取り込まれた脈波に相当する出力波形が該電気回
   路から得られるように該電気回路の各素子の値を算定
   し、この算定結果を前記波形パラメータとすることを特
   徴とする投薬制御装置。
6. 【請求項６】 前記電気回路は、前記動脈系中枢部での
   血液粘性による血管抵抗に対応した第１の抵抗、前記動
   脈系中枢部での血液の慣性に対応したインダクタンス、
   前記動脈中枢部での血管の粘弾性に対応した静電容量お
   よび前記末梢部での血管抵抗に対応した第２の抵抗とを
   有し、１対の入力端子間に前記第１の抵抗およびインダ
   クタンスからなる直列回路と前記静電容量および第２の
   抵抗からなる並列回路とが順次直列に介挿されてなる四
   要素集中定数モデルであることを特徴とする請求項５記
   載の投薬制御装置。
7. 【請求項７】 前記脈波解析手段により求められた波形
   パラメータを前記投薬のための条件として設定する設定
   手段を具備することを特徴とする請求項１記載の投薬制
   御装置。
8. 【請求項８】 前記患者への投薬量を求め、該投薬量の
   積算値が所定量に致った場合にアラームを出力する第１
   のアラーム手段を具備することを特徴とする請求項１記
   載の投薬制御装置。
9. 【請求項９】 前記投薬が正常に行われているか否かを
   監視し、異常がある場合にアラームを出力する第２のア
   ラーム手段を具備することを特徴とする請求項１記載の
   投薬制御装置。
10. 【請求項１０】 患者に携帯されて使用される投薬制御
    装置であり、バッテリを有すると共に、このバッテリの
    出力電圧を、前記脈波検出手段による脈波の取り込み、
    前記脈波解析手段による前記波形パラメータの算出およ
    び前記投薬が行われる期間のみ各々に該当する要素へ供
    給する給電制御手段を有することを特徴とする請求項１
    記載の投薬制御装置。
11. 【請求項１１】 前記バッテリの出力電圧が所定電圧以
    下になった場合にアラームを出力する第３のアラーム手
    段を具備することを特徴とする請求項１０記載の投薬制
    御装置。
12. 【請求項１２】 定期的に患者から脈波を取り込む脈波
    検出手段と、 前記脈波の波形パラメータを求める脈波解析手段と、 前記波形パラメータが所定の条件を満足する場合に投薬
    を指令する投薬制御手段と、 メモリとを具備すると共に、前記投薬が行われる毎にそ
    の時刻、薬の種別および投薬量を表す投薬記録情報を前
    記メモリに記録する投薬記録手段を具備することを特徴
    とする投薬制御装置。
13. 【請求項１３】 通信手段を有し、この通信手段を介し
    外部の装置と前記メモリとの前記投薬記録情報の授受を
    行う請求項１２記載の投薬制御装置。