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生体情報モニタ
モニタリング・治療・機能補助機器
ICU,CCU，救急病棟などに収容されている重症患者を初め，手術中の患者や救急搬送中の患者
で，病態が急変する可能性がある患者の情報モニタリングに使用される.
生体情報モニタ(単にモニタとも呼ばれる)
は,大まかにはべッドサイドで使用される.
一人用生体情報モニタとナースステーション
などで使用される多人数用生体情報モニタに分類される.測定の対象となる患者の情報は目的によって患者の
顔色，体動，出血の有無，環境への反応など多様である. 生体情報モニタでは，
基本的なバイタルサインである，心電図，血圧，呼汲数，体温といったものがモニタリングされる.これらに加え不整脈，血中酸素飽和度，呼扱ガス分圧，経皮ガス分圧などのパラメータのモニタリングも行われている.
一人用生体情報モニタ
測定項目は心電図，血圧，脈拍，呼扱などが重要であるが，なんといっても心電図が生体情報 モニタリングの中心である。
心電図モニタとかハートモニタとも呼ばれている。
患者の心電図を長時間にわたり連続モニタするため，ブラウン管などの表示装置に，心電図，
心拍数などを表示し，必要によっては警報を発することを主な機能とする最も基本的な生体情報モニタである。
最近の心電図モニタは，ME 技術の急速な進歩により，
・機能，性能の向上
・安全性，信頼性の向上
・小型化，軽量化
などが図られ，その使用場所も一般病棟をはじめ
ICU.CCU.手術室などに広がってきている.
心電図モニタには，有線式と無線式があるが基本的な構成は次の通りである.
心電図モニタの基本的構成
1)電極部
心電図信号を検出する電極は，長時間にわたり患者に装着するので，患者の負担が少なく取扱い
が簡単で，かつ安定に動作するモニタ用の電極が用いられる，電極の装着異常を電気的に検出し，
その旨を表示する機能を持つものもある.以下のような場合には，心電図が正しく測定できない.
①患者の発汗
②皮膚前処理の不足
③使い捨て電極の乾燥
④異種電極の混用
⑤誘導コード(リード線)の断線
⑥接続コネクタの接触不良
モニタで心電図を監視する上で，しばしばおこる問題として電極の装着異常がある.モニタは，
一般に軍極の装着状態を電極間のインピーダンス(抵抗)や電極の分極電圧でモニタリングしてい
るので，これらに影響を及ぼすような状態になれば，電極の装着異常の表示を行う・従って，装着
異常が表赤さ力続什てぃるときは，装置の故障以外の原因仁つぃても検討が必要である.
確実にモニタするにはアルコールによる清拭など皮膚の前処理を必ず行うこと,および目的とする.
誘導部位に電極を正しく装着することが重要である.誘導方式には，誘導切換できる方式とモニタとして一つの固定した誘導で行う方式がある.
バイタルサイン
生体情報とくに生命兆候を意味し, 生命徴候として全身状態の把握の最も基本となる身体的なサインのことで、体温、脈拍、血圧、呼吸数です。 成人における正常値は、次のようになります。体温は36.5～37.2℃、脈拍は1分間に55～90回、血圧は100～140/60～80、呼吸数は1分間14～18回ぐらいです。
心電図増幅部
体表面でとらえた微弱な電位を増幅するところであり，その入力回路には患者の安全を図るた
以め，大地上り電気的に絶縁されたフローティソグ方式が使用されている.また，交流障害や電極の
分極電圧なども入るのでこれらの影響を除くために差動増幅器が用いられる.無線テレメータ方式
のものは，送信機が入力部であり，電源は内蔵電池，外装はプラスチックで覆うことによってフロ
ーティング化している.テレメータ方式のモニタは一般にフローティング方式であるといえる.モ
ニタの人力回路には，一般に除細動器をモニタと同時に使用したときに，モニタを高電圧"から保護
するための回路や，電気メスを併用したときに混入するノイズを低減する回路が組み込まれてい
る.フローティシグ方式で患者の安全を図ったとしても，操作者の安全も考慮すべきであり，保護
接地接続が必要である.
3)心拍検出及び計数部
雑音に埋もれたり，基線が動揺していたり。ぺ一シソグ中であったり，不整脈が発生しているな
ど，いろいろな状態の心電図から，正確に心拍(QRS)を検出し，毎分当たりの心拍数を計数す
るところである.ハードウェアによるほか，ゼイクロコンピュータを用いてミスカウントを減らす
工夫が凝らされている，また，不整脈検出機構を備えたもめもある.
4) 表示部
心電図の表示サジタルメモり式(ノンフェード型)を採用しているものが殆どである.表
示装置には，ブラウソ管，液晶ディスプレイ，ELディスプレイなどを使用し，小型軽量化と共に
視認性の向上を図っている.
5)制御部
表示の制御，アラームの発生，記録器の制御など，機能的に多くのものを含むようになってきて
おり，マイクロコンピュータによる制御が殆どである.
6) 電源部
商用電源の場合は，安全性と信頼性を特に配慮した設計となっている.ポータブル性のあるモニ
タではバッテリー駆動や，外部直流電源での駆動も可能となっているものもある.
機能，性能，安全性，信頼性などで，以上に述べてきたものに加え，その他注意が払われている
点をまとめてつぎに示す.
①漏れ電流の低減(患者漏れ電流，外装漏れ電流)
②除細動器使用時の保護対策
③電気メス併用時におげるアーチファクトの低減
④交流障害の対策
⑤静電気，伝導雑音，放射雑音，電源の瞬断などの対策
⑥ぺースメーカパルスの検出，表示
⑦心電図の基線動揺の安定化
⑧システムのアラーム表示(電極や電池の状態を確認する注意など)
②～⑤は電磁環境(EMC)におげる感受性(immuniy)に属するものであるが，モニタ自身が電
(EMI)を発生しない対策も重要になってきている.このことから電源部の修理や電源部
を交換した場合，最も安全性に配慮しなげればならなび;耐電圧のチェック，接地漏れ電流の測定
などを欠かしてはならない.心電図モニタの修理の際に，必要な試験項目は，心電図感度，患者漏れ電流
，筐体漏れ電流，接地漏れ電流，耐電圧，絶縁抵抗，患者測定電流などの多数の項目にわた
る.一般的には電源部の修理もしくは交換をしたからといって，機能試験に相当する心電図感度，
患者測定電流は，必ずしも試験する必要はないが，基本的な安全試験項目は常に留意しなくてはな
らない.また，CF表示のあるモニタに対して特に耐電圧，患者漏れ電流試験項目は必要である.
(2)ICU, CCU用モニタ
ICU (intensive care unt), CCU (coronary care unt) のように生命に直結するような重症患者
を看護する場合においては，患者の状態を正確に把握するために，生体情報の連続モニタリングが
必要とされる・このために用いられるのがべッドサイドモニタであり，特にべッドサイドで行う治
療に必要な情報を得ることが最大の目的となる.また，患者の異常をいち早く発見し，警報を発す
ること，得られたデータをセソトラルモニタに送るなども重要な役割の一つである・ベッドサイド
モニタには，一般的につぎの事柄が要求される.
1) トランスデューサ:小型，軽量で生体への装着が簡単であること.
2) データ処理，表示:患者の容体を把握するため，生体情報の処理結果を見易く表示するこ
3)信頼性，安全性:長時間安定に動作し，データやアラームの信頼性が高く，安全性も高いこ
4)操作性:ナース，医師にとって使い易いこと.
多人数用生体情報モニタ
1)システム構成
一般にICUでは，ベッドサイドに一人用生体情報モニタ(ベッドサイドモニタ)を置き，ナー
スステーションに多人数用生体情報モニタ(セソトラルモニタ)を置くことにより，複数患者の同
時モニタリングを行っている.セントラルモニタでモニタリングできる項目は，基本的にはべット
サイドモニタでモニタリングしている項目と同一であるが，複数患者の全体モニタリングの観点か
ら，心電図，アラームのモニタリングが中心になり，必要に応じて個人モニタリング画面を呼び出
せるようになっている.
ICUのシステム構成をべッドサイドモニタとセントラルモニタとの関係から分類すると以下の
3通りに大別できる.
①セントラルモニタを設置しないシステム
②ベッドサイドモニタ及びセントラルモニタをともに設置するシステム
③ベットサイドモニタおよびセントラルモニタをともに設置するシステム
セントラルモニタの基本機能
セントラルモニタの基本機能
セントラルモニタは同時に多人数(4~16人用が多いが，16~32人用も導入されている) の生体
清報を1画面に表示するので，重要な情報を見易く表示する事が重要である.
Icu での生体情報モニタリングにおいて重要な情報は次のものである.
①波形表示
波形の基本となる全患者画面では，心電図が中心であるが個人波形画面では，基本的なバ
イタルサインである.血圧波形や呼扱曲線も表示できるものもある.
②数値表示
心拍数，血圧，呼扱数，体温などが基本であるが，最近はNIBPやSpO2もよく使われる
パラメータである.
③アラーム
患者が異常な状態になったことをメッセージの表示とアラーム音で知らせる・また，患者
の異常だげでなく，機器の異常も知らせるものもある.機器の異常のアラームには電極外
れ，受信状態の異常，電池の消耗等がある.
④記録
アラーム発生時の自動記録や任意の時点での手動記録，過去のデータを呼び出しての記録
がある・記録装置としては波形記録のためのレコーダやグラフ等を記録するプリンタが用い
られる.
このようにセントラルモニタには多人数で多要素の情報が表示されるので，どの情報はどの患者
のものかということが常に明確でなくてはならない.患者の取り違いによる情報の誤認は許されな
い・このために，情報の伝達が有線であれ無線であれ患者iD (番号) の確認は重要である.
3) CCU用生体情報モニタ
ccu は虚血性心疾患の患者を主な対象としている，虚血性心疾患とは心臓の筋肉の一部又は全
てに血液が十分に供給されなくなり，心臓が正しく機能しなくなる心筋不全である.特に急性心筋
梗塞は発症後2時間以内に全患者の5Q%が死亡するといわれている.その原因は心室細動や各種
伝導路プロック等の不整脈である.虚血性心疾患の患者のモニタリングには心機能のモニタリング
が必要であるこ丈のために，CCUでは心電図や不整脈のモニタリングを連続的に行っている.
ccu の患者のモニタリングは急性期の患者と急性期を過ぎた患者に大別して考えられる.急性
期の患者は極めて危険な状態なのでべッドサイド中心にモニタリングが行われる.装置の構成は
ICUと同様になる.しかし，急性期を過ぎた患者は比較的自由に行動できることが多いのでべッ
ドサイドに患者を拘束する必要がない.
そのために全ての患者の状態をベッドドサイドモニタでモニタリニタリソグすることが行われることれる。
すなわち、急性期の患者は、主としてベッドサイドモニタでモニタリングが行われ、
急性期を過ぎた患者は、主としてセントラルモニタでモニタリングが行われることになる。
心電図以外のパラメータとしてSpO２
非観血血圧，呼吸，体温の数値情報を表示することもできる。
心拍数の上限と下限を設定でき，心拍数がその範囲を越えた場合，例えば心室性頻脈や心停止が
起こったときにアラーム音が発し，アラームランプが点灯し、その患者の心電図を自動記録する
機能も備えている.
CCUでは個室が多く用いられるので，ベッドサイドモニタ間で他のベッドサイドモニタの情報を
を呼び出せるイソタベット通信機能が有用である。また、意識が明瞭で動ける患者が多いので
テレメータ方式によるモニタも有効である.
病院内の生体情報モニタリングシステム
生体情報モニタは，当初急性期の患者のバイタルサインデータの計測と異常値の検出による警報
装置として位置づげられてきた.現在でもその基本的な役割は変わらないが，同時にコソピュータ
による情報処埋のデータ供給源の一つになってきている，すなわち，診療・看護の経過や結果を示
すデータとしての役割が重要になった，従来診療・看護の記録は手書きされてきたが，これを電子
化して記録・集積し，分析・評価できるデータとして位置づげようとするものである.このために
は，モニタリソグ装置の情報だげでなく，診療・看護で参照し，またそこで発生するすべての情報
を収集・記録することが必要になる.
医用テレメータ
テレメータとは，遠く離れたところで測定することを意味する「遠隔測定」と翻訳されるのが一
般的である.本来は測定したい患者と測定する操作者が遠く離れていればそれを実現する装置(シ
ステム)は全てテレメータとなる，しかし，医用テレメータと言う言葉にはさらに通信媒体にコー
ドレスを使う意味も含むことが多い・生体情報モニタで有線式のものを「Hard-Wired Telemet-
y 」，無線式のものを「Wireless Telemety 」と言うこともある.右線式生体情報モニタに比べ，
医用テレメータの最大の特徴に"患者の無拘束"が上げられる.患者は小型・軽量の携帯送信機を
持ち，自由な行動が可能である・しかし，時には，患者は送信機を床上もしくはトイレなどの水中
に落とすことがよくあり，これによる破損が多い.そこで，落下しても破損が生じないように堅牢
な構造もしくは防水構造設計を施した流水洗浄を可能とした製品が多い.
ともあれ病院の使用者側の要求事項としては，
①患者を拘東しない
②コードがじゃまにならない
③負荷試験ができる
④集中モニタリソグの場合に工事が簡単-
と言われており，かつ患者をいわゆる「スパゲッティシソドローム」から解放する一つの手段とな
り得る。
このように医用テレメータはたいへん利用価値が高いことから，「特定小電力無線局」として電
波法上でも地位が確立している，安定した通信品質を保つため，使用する周波数や送信電力をはじ
め，技術基準が法律で定められている・技術基準に適合した製品であることは，基本的には外部機
関での証明が必要である
送信機
心電図，呼扱，観血血圧，脈波などの波形情報を中心に体温，非観血血匠値，血中酸素飽和度な
どの数値情報もあり，多岐にわたっているが，このなかでも心電波形を1信号送信するタイプを
例にとって説明を行う。
副変調をアナログ変調方式とするFM変調方式がこのタイプではおもに使われてきた，最近は
FSK変調方式に代表されるディジタル変調方式が主流になりつつある.
また、心電波形を1 信号送信する送信機の例では単3 アルカリ乾電池I本で約i週間連続動作が可能
で，大きさ85x65 x 28 mm，質量130g と小型である.
(2) 受信機
医用テレメータは病院などの限られた狭いエリアに多数の送信機が同時に使用されることが多
い・隣接するチヤネル間の周波数差は12.5 kHz であるため，受信機の設計に関しても，受信周波
数の安定性と隣接チャンネルの選択性を重視する設計を行う傾向にある.
ダブルスーパヘテロダイン方式を採用した例である.こ
の例では第1中間周波数は45 MHz，第2 中間周波数は455 kHz であるト
最近の受信機は第I局部発振器に周波数シンセサイザを用い，周波数を自由に切り換えられる
ものが主流になりつつある.この方式で採用されることが多い「シンセサイザ」の目的は多くの受
信周波数を容易に切り替えるためである.
医用テレメータの受信機では受信周波数を容易に切り替えられるものが多く見受げられる・シン
セサイザ方式を受信機に採用することにより，切り替え可能なチャンネル設定ミスでモニタリング
する患者をまちがえる可能性も高まるので操作には注意が必要である.
(3)受信環境
自由空間や地上の見通し通信におげる電波伝搬は理論とよく一致するが，屋内での伝搬は非常に
複雑である.特に最近の耐火構造の建物では電波が反射しやすく，この様な環境でテレメータ機器
を使用するとマルチパスフェージングという現象により，受信が途切れることがある・図8に送受
信機間の伝搬経路を示す・ある点での電界強度は直接波と反射波とからの合成した値となりところ
どころに極端に電界の弱いところができる・これを電界強度の谷間と呼ぶ.いま，送信機を持った
患者や周囲の人が動くと電界強度の谷間の位置も移動し，それが受信アンテナの位置と一致したと
き，受信が途切れ，モニタリングの障害になる・医用テレメータの設置環境が不具合の原因となっ
ているので，サービスセンターなどで装置を点検しても異常のないことが多い.これを回避する有
効な手段として，スペースダイパシティー方式が良く知られており，この機能を組み込んだシステ
ムが主流となりつつある.
受信可能な範囲を拡大する手段としては，マルチアンテナシステム，漏洩ケーブル (漏洩波アン
テナ)によるシステムの2種類があるが，漏洩ケーブルは建築構造によっては損失，効率が悪い
ことがあり，マルチアンテナシステムの方が確実なことが多い.
多くのチャネル (周波数)の医用テレメータを狭いエリアに導入する場合にはそのエリア内で同
時に使用するチャネルの管理が必要である.その最大の目的は混信対策である.
狭い場所で多くの送信機が同時に使われると結果的に受信機に多くの送信機からの電波が到来す
ることになる.その結果起こるかも知れない混信を避げることは重要である.対策として，日本電
子機械工業会では運用の手引きを発行しているほか，一部の製品では送信機が固有なID符号を送
出することにより混信の不具合を回避できるものも見受げられる.
尿量モニタ
尿量計測は総排尿量と尿流量の計測に分げることができる。総排尿量は質量ないしは体積を計測
する，尿流量は単位時間当たりの排尿量を時間を追って連続的に計測する，横軸に時間，縦軸に尿
流量をとって記録したものを尿流量曲線といい，この曲線から排尿障害の原因を推定することがで
きる.尿流量測定の指標としては総排尿量を排尿に要した時間で割った平均尿流率，I回の排尿に
おげる尿流量の最大値である最大尿流率がある.
尿流量曲線は成人健常者では，一峰牲の山形を皇するが，尿道狭窄等で尿道抵抗が大きくかつ排
尿筋が弱い状態では，最大尿流率，平均尿流率ともに低下し，台形となる・排尿筋がさらに弱まる
と腹匠により排尿するようになり鋸歯状の曲線となる.
尿流量を測定するには，①質量で計測するか，②体積で計測するかのいずれかによるが，どちら
の場合にも一般の流量計測と異なる点として，流量がゼロ (センサ部分に尿がまったく存在しない
状態)から計らなげればならないことが挙げられる.したがって，電磁流量計，超音波式，差圧
式，面積式，容積式，タービン式，力ルマン渦式等は容易には用いられない.
連続的に流量を計測するためには，尿のすべてを容器に受げ止めてその重量変化を計測する方法
，あるいは尿に一定速度を与えるのに必要なエネルギーから質量を計測する方法，容器の液
面の高さ変化を容積の変化としてとらえる方法などが考えられる.
前二者は質量の計測となるが，通常，尿流量は体積流量であるので，尿の比重で割り，体積流量
を求めることになる.総排尿量は尿流量を積分したものとして得ることができる.
その他の生体情報モニタ
血圧計
血圧は，心臓から押し出された血液が血管壁に及ぼす圧カと定義されている・左心室の収縮・拡
張に伴って血圧はI心拍ごとに変化している.左心室の収縮に伴った高い匠を収縮期 (最大，最
高)血圧，左心室の拡張に伴った低い圧を拡張期 (最小，最低)血圧という.また，この心周期ご
とに変化する血圧をならした (つまり，1心周期の圧を時間で積分し，1心周期で除した)ものを
平均血圧といい，血圧レベルを表現する最も代表的な指標である・血圧計は，測定法により観血
(直接法)，非観血式 (間接法)に分げられる.
(2)経皮ガスモニタ (tcPOz :経皮酸素分圧，tcPCOz :経皮炭酸ガス分圧)
経皮ガスモニタは体表面にセンサを装着し加温することによって，動脈血化した血管から拡散し
てくる酸素または二酸化炭素ガスの分圧を非侵襲に連続して測定する装置である，
経皮ガスモニタは，採血の必要がなく，連続してモニタリングできることから，酸素障害の予防
や呼扱状態のモニタとして，採血が困難な未熟児・新生児の監視に広く用いられている・
図12に見られるようにtcpoz とtcPco2は同一のセンサとして構成され，機能的に大別すると酸
素測定部，二酸化炭素ガス測定部及び皮膚組織を一定温度に加温する加温部から構成され，両面テ
ープにより皮膚表面に貼り付げて使用される.
加温部の皮膚組織の血管が拡張し血流が増し，組織が局部的に動脈血で満たされた状態になる・
血液中の酸素分子は組織を拡散L,tcP02センサの膜を通過して電解液層に達して，白金電極で検
出される・
二酸化炭素ガスは重炭酸塩を含んだ電解液層に溶げ，その濃度に応じて電解液のpH を変化させ
る・電解液のpHは，照合電極 (銀/塩化銀電極)に対するガラス電極の電位を測定することでモ
ニタできる・これがtcpco2測定の原理である.
このように経皮的な血中ガス測定は，測定部位を加熱してガスを拡散抽出することが大きな特長
である.
(3)呼吸モニタ
患者の容体を正確に知るためには循環系のモニタリングと同様に呼扱の連続モニタが重要であ
る・呼汲の流速波形あるいは炭酸ガス濃度波形として測定されるが，これから呼汲流量，炭酸ガス
排出量・呼吸圧あるいは換気効率などの情報を得ている.
1)流量測定
連続モニタとして一番単純で取り扱い容易なのは，サーミスタを使って温度変化として得られる
流速波形を積分する方法であるが，精度はあまり良くない。しかしべッドサイドモニタとして呼吸
の有無を知るのには便利な方法である.
人工呼吸中のモニタリングには次のような特性が要求される.
① 呼吸ガスの組成の影響を受げない.
② I次情報として使用するので，精度が良い.
③ 測定中に校正を必要としない.
④ セソサが患者の口元で流体負荷とならない.
⑤ センサが小型で患者や治療の負担とならない.
⑥ センサがディスポで滅菌が容易である・
従って，このような場合にはオリフィス法とか超音波法などによる高精度な測定法が使用され
る.
2)炭酸ガス濃度の測定
呼汲モニタでは単に呼気終末炭酸ガス濃度を知るだげでなく，同時刻の流量と炭酸ガス濃度から
演算することによって種々の呼吸パラメータを求めるために測定する.
サイドストリーム方式の炭酸ガス濃度測定は，小さなポンプで患者の口元から呼扱ガスをサンプ
リングチューブを介してモニタ内のセンサに導くために，時間遅延を生じたり，速い濃度変化を平
、滑化してしまう.従って，この方式で求められた炭酸ガス濃度では，2次処理ができなくなる・
一方，メイソストリーム方式の炭酸ガス濃度測定はセンサーが患者の口元に置かれるので，同じ口
元に置かれた流量センサから得られる流量と同時刻の炭酸ガス濃度が得られる長所がある・炭酸ガ
ス濃度の測定は炭酸ガスに扱光される赤外光を呼扱ガスに当て，呼扱ガスを通過した赤外光の減少
量を測定することにより求める.メインストリーム方式のセンサはその中に光源，受光素予，制御
回路と増幅器を内蔵する.口元に置かれるために取り扱い中に大きな衝撃を受げることが予想され
るので，耐衝撃性が要求される.
3)圧力の測定
気道匠の測定範囲は土100cm H2O と極微小匠であるため，圧力センサに差動型トランスが用い
られたが，半導体技術の進歩により小型半導体匠カセンサが利用できるようになった.
オリフィス法流速セソサのオリフィス両端の圧力は士3 cm H２O 程度なので，ときどきセンサの
ドリフトを補正する必要がある.
(4) パルスオキシメータ
パルスオキシメータは，脈拍による動脈の血液量変動を利用することによって，連続的に無侵襲
で動脈血酸素飽和度を測定する装置である。酸素飽和度とは，血液中のへモグロビンのうち，酸素
と結合しているへモグロビンの比率を%で表したものである・なお，酸素と結合したへモグロビン
を酸化ヘモグロビン (HbO2)，酸素と結合していないへモグロビンを還元ヘモグロビン (Hb)と
呼ぶ.
I) 測定原理
血液が赤い色を示すということは，血液に当たっている光のなかで，赤い色の光はあまり扱収さ
れず，それ以外の色の光はよく奴収されるということである.
血液の赤色はすなわちへモグロビンの色である,また光扱収特性からわかるように，酸化ヘモ
グロビンは赤い光の蚊収が少なく，逆に還元ヘモグロビンは赤い光の扱収が多い.酸素をたくさん
含んでいる動脈血は，酸化ヘモグロビンの比率が大きいために赤色の扱収が少なく鮮やかな赤色に
見える.逆に酸素を消費した後の静脈血は，還元ヘモグロビンを多く含むので，黒みがかって見え
るのである.このように血液の色はへモグロビンと酸素との結合の程度，すなわち酸素飽和度を反
映している.
パルスオキシメータでは，光電脈波を用いることによって，動脈血の情報だげを取り出すことを
可能にしている。光電脈波の振幅は，脈拍によって生じる血流量の変化の大きさのほかに，照射す
る光の波長によっても変わる。
これが血液の光扱収特性から酸素飽和度を知る原理である。
従って，同じ量の血液が変動している拍動であっても，その血液の酸素飽和度によって得られる脈波振
幅は異なったものになる.このように，二つの波長の光によって得られる光電脈波の振幅の比は，
酸素飽和度によって決まる.
2)利用法
パルスオキシメータは，指，足，耳などの抹消動脈を測定対象とした連続，無侵襲計測が可能で
あることに加え，原理的に校正が不要である.これらの特性は，患者の状態を監視するモニタとし
ての基本的な要求を満たしている.現在では患者監視装置のパラメータの一つとして，必須なもの
とされている.
主な適用例を以下に示す.
・麻酔時のモニタ
・回復室，IcUでのモニタ
・新生児未熟児管理
・呼吸不全患者のモニタ
・患者輸送時のモニタ
・睡眠時無呼扱患者のモニタ
・運動負荷試験
(5)新生児モニタ
呼扱・循環動態に問題のあるすべての新生児は，心拍・呼扱モニタリングが必要であり，特別問
題のない場合でも，在胎週数が短い場合は，生後i週間は行うべきであるといわれている.NICU
(neonatalntensive care unt)では，低出生体重児の呼吸管理が重要なウエイトを占めており，特
に，無呼扱のモニタリングは不可欠となっている.
新生児モニタは，おもに心電図・呼扱曲線・心拍数・呼扱数などをディスプレイに表示し，呼吸
循環に問題のある児や早産児の呼扱・循環動態を連続的にモニタリングするこどを目的とするモニ
タリングである.このような新生児においては状態の急変することが十分に予想されるので，生命
にかかわる重要な警報として，特に心拍数の上下限警報とアプニア (無呼扱) 警報機能を備えてい
る.これは，新生児モニタの最も重要な機能である.
この心拍呼吸機能の検出法について述べる.
1)心電図・心拍数検出部
心臓の活動電位を新生児の胸壁に貼った電極により誘導し，この電気信号を増幅したものをディ
スプレイ上に表示することにより心電図を得る。電極は皮膚に密着し，粘着性ではがれにくく，し
かも導電性の良いものを使用する.
心電図から得られたQRSのRから，次のQRSのRまでの間隔すなわちRーR間隔 [s]を検出
し, 60s(lmin)をこの値で割り，1分間当たりの心拍数としてソフトウェアで演算する.このよ
うにR-R間隔即ち拍動ごとの心拍数を算出する方法を瞬時心拍数法 .
瞬時心拍数法
瞬時心拍数法は，児の状態や予備能を観察できるバリアビリティが監視できる点で優れている.
しかし，値が拍動ごとに変化するため，ディスプレイでの監視に向かない場合もあるので，何抽か
のR-R間隔を平均し，心拍数を算出する移動平均値法もある.これは表示値の著しい変動がない
ため監視しやすく，一般に採用されている方法である.また，監視装置に取り込んだ電気信号には
外来ノイズや体動などによるアーチファクトの混入，ドリフトなどがあるため，これらを除去する
ためにいろいろな工夫が電子回路やソフトウェアに施されている.
2)呼吸曲線・呼扱数検出部
電極は胸壁上に通常2～3個貼り付け，そのうちの2個は胸部インピーダンス検出にも使用す
る・高周波電流を流して，胸郭のインピーダンス変化を，ディスプレイ上に呼扱曲線として表示す
呼扱数は，呼吸曲線にトリガレペルを設定して，レベルを越えた呼扱曲線を1回の呼扱として
計数する。トリガレベルの設定には，手動設定によるものと，呼扱曲線が大きくても小さくても，
自動的にトリガレベルを設定する自動設定によるものとがある.
(6) 分娩監視装置
分娩監視装置は妊娠中期後期からのNST (non-stress test)検査に始まり，分娩に至るまでの広
範囲な期間において胎児の状態をモニタリングすることを目的としており，安全で確実な分娩管理
上重要な機器として用いられ，胎児心拍数と陣痛曲線とを同時にかつ連続的に記録するための装置
である.
本監視装置はfetal monitor あるいはcardiotocogaph などとも呼ばれている.胎児心拍数と陣痛
曲線の経時的変化を記録し，陣痛発生による陣痛曲線変化と胎児心拍数変動曲線の関係をモニタリ
ングして胎児の状態を認識する.
測定方法には，外測法計測と内測法計測とがあり，最近では一般患者に対しては外測法計測が用
いられることが多く，また，ハイリスク妊娠の分娩期に対しては内測法計測が用いられる場合が多
くなる.
ここでは最も広く使われている外測法(超音波ドップラ，外測陣痛) について述べる.
1) 超音波ドップラ法
本法は分娩監視前から分娩に至るまでの広範囲な期間において最も多く用いられている.
振動子に電圧を加えて超音波を発生させるには，超音波の連続波(2~3MHz) を用いる方法
と，ロングトレインパルス(数十がS) と呼ばれているパルス波(lMHz程度) を用いる方法とが
ある.
前者は，超音波を発生させる送波用と，受波用のそれぞれ専用の振動予から構成されている.
連続的に発射された超音波は心拍動により変調を受げ，反射波として受波用振動予で電気信号に
変換される.この電気信号を検波し，可聴周波信号として聴取するものである.
後者は，送波と受波とを共用する振動子を用い，それぞれを交互に行う時分割方式である.利点
として次の事柄があげられる.
① 送受波共用であるため，心拍動信号の採取範囲が広い，
② バルス波であるためトランスデューサと母体腹壁との接触ノイズが少ない.
③ 比較的周波数が低いため超音波の減衰が少ない.
超音波ドップラ法によって得られた胎児心拍動は瞬時心拍数に演算・表示されて心拍数変動パタ
ーンとして評価される.
2) 外測陣痛計
Smyh のガードリング法を基本とした方法が一般的に採用されている・母体腹壁上に装着した
トランスデューサをべルトでしっかりと固定し子宮収縮を反映した陣痛曲線を検出するものであ
る・子宮収縮に伴う腹壁の堅さの変化によりトランスデューサ内のストレンゲージにひずみを生じ
させることを原理としている.子宮内圧を示すものではないが陣痛曲線を得る簡便な方法として臨
床の場で最も普及している.
除細動器
心臓のリズムは，洞結節の規則正しい興奮によって支配されるが，洞結節以外の興奮性が高まる
と不整脈の原因となる.不整脈を誘発する因子として，心筋虚血，心肥大，電解質異常，薬物中毒
などが知られている.心筋の興奮が各所でばらばらになり，勝手に興奮と拡張を繰り返す「細動」
と呼ばれる状態に陥る場合がある.この状態が心房に起きた場合を心房細動，心室に起きた場合を
心室細動と呼ぶ.特に心室細動は心拍出量の激減を招くので，心停止と同様にその治療は緊急を要
する.
除細動器は，心筋繊維がまちまちの収縮(細動・粗動)を行い，体に血液を送り出すポンプとし
ての機能が失われた時，強い電流を短時間心臓に流し，心臓の規則正しい収縮を取りもどさせる装
置である.
1)基本動作
高電圧発生回路で発生させた高電 Vを，充放電リレーSを介してコソデツサCに充電する.
除細動時に充放電リレーsを生体側に切りかえると，コソデツサに蓄えられた電気工ネルギー
W=(1/2) CV２ジュール[J]は，コイルL とその内部抵抗を介して生体Rに通電される.心筋細
胞に尖頭的高圧波形を加えると一時的な細胞破壊を生ずるばかりでなく，再活性に時間がかかる.
このために放電回路に必ずコイルを入れるが，コイルは生体に流れる通電電流波形を鈍らせ，火傷
などの生体の損傷を最小にする，従って，コイルの役割は非常に重要である.また，通電電流波形は
生体の抵抗によって変化する。
除細動器には，出カエネルギーの設定機能がある.この設定値は，コイルなどの内部抵抗による
損失を考慮し，生体の抵抗を50のと仮定した場合に生体に加えられるエネルギーで表示してい
る・実際には生体の抵抗は一定ではないので，実際に生体に加えられるエネルギーと設定したエネ、
ルギーとは一致しない.一般に出カエネルギーの上限は，胸壁などから間接的に心臓に通電する外
用バドル電極では36O[J]，直接心臓に通電する内用バドル電極では50[J]に制限されている.こ
れは大きすぎるエネルギーで心臓の筋肉に損傷を与えるのを防ぐ配慮からである.
2)装置の種類と用途
除細動器には，使用目的及び機能別に次のような種類がある.
① 一時的使用ぺ一シング機能付き除細動器
非侵襲的一時ぺ-スメーヵを内蔵したり，又はオプションのぺ一シングアタッチメントを後から
つげられる装置・心室細動が発現した心臓の正常調律を確立する為，電気ショックを供給し，心電
図(ECG)を表示する.患者の蘇生，不整脈治療，一時的ぺ一シングのために，心臓全体を同時
に刺激する電気インパルスを供給する機能がある.装置に備わっているモニタによって心電図が表
示され，不整脈及び治療効果を確認することができる.
② 全自動除細動器
心電図(ECG)を解析して，除細動ショックを供給するかどうかを判定できる装置.ECGのモ
ニタリングと除細動放電の両方に機能する粘着性の除細動電極を介して患者に装着される.本装置
では，操作者の介助なしに，患者にショックが供給される.日本国内ではまだ販売されていない.
③ 半自動除細動器
心電図(ECG) を解析して，除細動ショックを供給するかどうかを判定できる装置，ECGのモ
ニタリングと除細動放電の両方に機能する粘着性の除細動電極を介して患者装着される。本装置で
は，ショックを供給すべき時点を操作者に知らせ通電は操作者が行う・
④ 手動式除細動器
体外又は体内の電極を通して電気パルスショックを供給することによって心臓の除細動を行うこ
とことを目的とする。通常，心電図(ECG)モニタを備えたものや，ECGのR (QRS) 波に同期
して除細動が行える機能を備えたものもある。ECGの解析とショックの供給は操作者が手動で行
⑤ 非医療従事者向け自動除細動器
全自動除細動器，半自動除細動のうち，容易に手動モードに出来ないものをいう・音声指示と簡
単な操作により一般市民でも使用できる，自動体外式除細動器(AED= Automated External
De丘brillator) の普及が始まった.
⑥ 自動植込み型除細動器
心電図(ECG) をモニタリングするために体内に植込み，頻拍が検出された場合に，心筋に除
細動パルスを供給して心拍数を正常に低下させる.薬物や手術では治療効果の望めない再発を伴な
う心室細動や心室性頻脈が適用対象である.
⑦ 電話操作除細動器
電話接続によって，患者から離れた場所で医師が心電図診断と除細動器のコントロールができる
システムである.心電計(ECG) の機能を備えたポータブル除細動器，マイクロホン，電池，移
動式電話 (通常携帯電話)コントロールパネルと記録機能付心電図デイスプレイから成るべ- スス
テーション (ドクターが在中している基地)から構成される.日本ではこのシステムはまだ導入さ
れていない.
3)除細動器の保守
除細動器は実際に使用される頻度は少ないが，必要なときは確実に早く動作しなげればならない.
このため装置の故障状態を自己診断したり，放電工ネルギーチェッカが内蔵され定期点検時に
装置の故障をモニタできるようになっているものも多くある.
これらの機能を利用して使用者側で
の定期的な点倹が大切である.またバッテリには寿命があり，老化したバッテリでは除細動の可能
回数が激減し非常に危険である.バッテリの定期的なチェックとその交換時期の管理を是非行って
ほしい.
機能的電気刺激装置
1)機能的電気刺激FES (functonal electrcal stmulation) と低周波治療器は神経・筋系を電気
刺激するという方法は同じであるが，後者は刺激部位の治療が主な目的であるのに対し，FES
は刺激装置を常時携帯し，必要に応じて電気刺激で刺激部位を機能させることで生活上の不便
を軽減することを目的とする点が異なる・
代表的なものとしては，心臓ぺ-スメーヵや最近では横隔神経を刺激し呼扱を維持する横隔
膜ぺ一シングがある，また，整形外科，リハビリテーションの分野において，脊髄損傷で下半
身不随になり，治療が終了した車椅子生活の人が下肢を電気刺激している間，起立機能を再獲
得する例などがある，ただL, FESも筋力の改善等治療的に用いることもあり，低周波治療
器とオーバラップする部分もある.
2) FES の刺激方法には表面電極法と埋め込み電極法の2 種類がある・前者は手術の必要なく
簡便に使用できるが，刺激に伴う柊痛や不快感がときにみられる，後者は各筋を選択的にしか
も小さなエネルギーで刺激でき，刺激効果も安定している.
埋め込み電極法はさらに2種類あり，電極だげを埋め込み，刺激装置は体外に置く方法
と，電極・刺激装置共に体内に埋め込む方法である，前者は簡便であるが，電極の導出部の保
守に手間がかかり，後者は装置の埋め込み手術を伴う.
