CN101150979A - 血压测量装置和血压测量方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种即使在环境温度不断变化的环境中也能够导出适当的压力值的血压测量装置。在该血压测量装置中，包括安装在外耳及其周边部的箍袋；信号取得单元，从箍袋所压迫的压迫部及其周边取得脉搏信号和/或科罗特科夫氏音；压力传感器，输出对应于箍袋内的压力值的预定的信号值；温度测量单元，用于测量压力传感器附近的温度；血压值导出单元，根据从信号值导出的压力值、和脉搏信号和/或科罗特科夫氏音，导出血压值；以及调整单元，在由温度测量单元测量的温度的变化在预定值以上时，对压力值进行补偿压力传感器的特性变化的调整。

Description

血压测量装置和血压测量方法
技术领域
本发明涉及血压测量技术，尤其涉及基于压力传感器的输出信号的箍袋(cuff)压值导出的调整技术。
背景技术
在以往的电子血压计中，为了进行箍袋内的压力测量(箍袋压的控制、压力脉搏检测)而采用了将压力值变化作为电压值变化输出的压力传感器。一般地，压力传感器根据外部环境其自身的温度发生变化时，压力值-电压值的输出特性发生变化。因此，在从电压值导出压力值时，如专利文献1所示，利用了每经过所需时间就加上预定的补偿量的调整方法。
专利文献1：日本特公昭58-34159号公报
发明内容
对于以外耳及其周边作为测量部的血压测量装置，设想了将其使用于长时间连续的测量。此时，无论室内室外、白天黑夜，测量装置都与被测者一起移动。因此，可以设想由于空气温度的变化、体温的变化等，压力传感器所放置的环境温度上下波动很大，基于压力传感器的温度特性的调整进行的压力值的补偿尤为重要。
但是，当在温度不断变化的环境中使用了血压测量装置时，假定在室内使用血压测量装置的以往的调整技术存在不能进行足够精度的补偿的问题。另外，由于调整动作通常需要时间，因此存在当调整动作的频率增大时将成为被测者精神上、身体上的负担的问题。
本发明是鉴于上述问题完成的，提供一种即使在温度不断变化的环境中使用时也能通过调整来补偿用于导出测量血压时的箍袋内的压力值的压力传感器的由温度引起的特性变化，导出适当的压力值的技术。另外，提供一种可降低调整动作频率从而减轻调整动作时的利用者的精神上、身体上的负担的技术。
在血压测量装置中，包括：安装在外耳及其周边部的箍袋；信号取得单元，从箍袋所压迫的压迫部及其周边取得脉搏信号和/或科罗特科夫氏音；压力传感器，输出对应于箍袋内的压力值的预定的信号值；血压值导出单元，根据从信号值导出的压力值、和脉搏信号和/或科罗特科夫氏音，导出血压值；以及调整单元，在上述箍袋的非加压时的上述信号值的变化在预定值以上时，对上述压力值进行补偿上述压力传感器的特性变化的调整。
在血压测量装置中，包括：安装在外耳及其周边部的箍袋；信号取得单元，从箍袋所压迫的压迫部及其周边取得脉搏信号和/或科罗特科夫氏音；压力传感器，输出对应于箍袋内的压力值的预定的信号值；温度测量单元，用于测量上述压力传感器附近的温度；血压值导出单元，根据从信号值导出的压力值、和脉搏信号和/或科罗特科夫氏音，导出血压值；以及调整单元，在由温度测量单元测量的温度的变化在预定值以上时，对上述压力值进行补偿上述压力传感器的特性变化的调整。
在血压测量装置中，包括：安装在外耳及其周边部的箍袋；信号取得单元，从箍袋所压迫的压迫部及其周边取得脉搏信号和/或科罗特科夫氏音；压力传感器，输出对应于箍袋内的压力值的预定的信号值；温度测量单元，用于测量压力传感器附近的温度；血压值导出单元，根据从信号值导出的压力值、和脉搏信号和/或科罗特科夫氏音，导出血压值；以及调整单元，在上述箍袋的非加压时的上述信号值的变化在预定值以上、且由上述温度测量单元测量的温度的变化在预定值以上时，对上述压力值进行补偿上述压力传感器的特性变化的调整。
在血压测量方法中，包括：压迫步骤，用箍袋压迫外耳及其周边部；信号取得步骤，从在压迫步骤中被压迫的压迫部及其周边取得脉搏信号和/或科罗特科夫氏音；信号输出步骤，从压力传感器输出对应于箍袋内的压力值的预定的信号值；温度测量步骤，用于测量上述压力传感器附近的温度；血压值导出步骤，根据从信号值导出的压力值、和脉搏信号和/或科罗特科夫氏音，导出血压值；以及调整步骤，在由温度测量步骤测量的温度的变化在预定值以上时，对压力值进行补偿上述压力传感器的特性变化的调整。
根据本发明，能够提供一种通过调整补偿用于导出测量血压时的箍袋内的压力值的压力传感器的由温度引起的特性变化，导出适当的压力值的技术。而且，能够提供一种可降低调整动作频率从而能够减轻调整动作时的利用者的精神上、身体上的负担。
本发明的其他特征和优点通过参照附图的下述说明得以明确。在附图中，对相同或同样的结构标记相同的参照符号。
附图说明
附图包含在说明书中，构成说明书一部分，用于示出本发明的实施方式，与其记述一并说明本发明的原理。
图1是第一实施方式的光电容积脉搏血压计的结构图。
图2是第一实施方式的光电容积脉搏血压计的外观立体图。
图3是表示对外耳周边部的箍袋的安装例的图。
图4A是第一实施方式的血压测量的全体动作的流程图。
图4B是第一实施方式的血压测量的全体动作的流程图。
图5是第一实施方式的压力值调整动作的流程图。
图6是表示压力传感器的温度特性的例子的图。
图7是表示脉搏信号和血压值的关系的图。
图8是第二实施方式的压脉搏血压计的结构图。
图9是第二实施方式的压力值调整动作的流程图。
图10是第三实施方式的压力值调整动作的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图示例性地详细说明本发明的最佳实施方式。但在该实施方式中所记载的技术特征仅为示例，不是将本发明的范围仅限于此。
(第一实施方式)
下面，作为本发明的电子血压计的第一实施方式，以光电容积脉搏血压计为例进行说明。
<装置结构>
图1是表示实施方式的光电容积脉搏血压计的结构的框图。在图中，101是箍袋，固定在血压测量部位。102是空气导入管(airtube)，形成到箍袋101内的空气的流路。103是压力泵，向箍袋101内送入高压空气。104是急排阀，使箍袋101内的压力快速减少。105是微排阀，以一定速度(例如2～3mmHg/sec)使箍袋101内的压力减少。106是压力传感器，按照箍袋101内的压力使电参数变化。107是压力检测放大器(AMP)，检测压力传感器106的电参数，将其转换为电信号并放大，然后输出模拟的箍袋压信号P(未图示)。
108是设置在箍袋101内的脉搏传感器，包括使光照射到搏动的血管血流的LED108a、和检测该血管血流的反射光的光电晶体管108b。109是脉搏检测放大器(AMP)，对光电晶体管108b的输出信号进行放大并输出模拟脉搏信号M(未图示)。在此，在LED108a上连接有使光量自动变化的光量控制部118，而在脉搏检测放大器109上连接有使增益自动变化的增益控制部119a和使时间常数变化的时间常数控制部119b。110是A/D转换器(A/D)，将模拟信号M、P(未图示)转换为数字数据。
111是控制部(CPU)，进行该光电容积脉搏血压计的主控制。该控制的详细内容根据图4A到图5的流程图进行后述。112是ROM，存储有CPU111执行的各种控制程序、各种参数(从压力传感器的输出信号导出压力值的参数等)。作为各种控制程序的例子，有CPU111执行的例如进行从图4A到图5所示的控制的程序。113是RAM，包括暂时存储数据的数据存储器和用于图像显示的图像存储器等。114是液晶显示器(LCD)，显示图像存储器的内容。116是键盘，可以通过使用者的操作进行测量开始指令、调整压力值的设定等。115是蜂鸣器，对使用者通知装置感知了键盘116内的键的按下、测量结束等。在本实施方式中，在CPU111中设置了调整压力寄存器111a，但也可以在RAM113中设置调整压力存储部。
图2是实施方式的光电容积脉搏血压计的外观立体图。200是血压计本体，内部包含除图1的箍袋101和脉搏传感器108以外的结构。其中，空气导入管102包括信号线(未图示)，与未图示的箍袋101和脉搏传感器108相连接。LCD114使用点矩阵方式的显示板，因此能够显示多种信息(例如文字、图形、信号波形等)。另外，201是电源开关，键盘116包括测量开始开关(ST)和用于输入箍袋的压力值等的数字小键盘。
<对测量部位的安装方法>
为了将外耳部、特别是耳屏及其周围作为测量部位，包含箍袋的测量部如图3所示，从两侧夹住耳屏进行压迫。
<装置的血压测量动作>
接着，以下说明本实施方式的光电容积脉搏血压计的动作。图4A和图4B是第一实施方式的光电容积脉搏血压计中的血压测量处理顺序的流程图。
当由电源开关对装置接通电源时，首先CPU111读出存储在ROM112中的自我诊断程序和初始参数，进行自我诊断处理，进行装置的初始化，成为待机状态。然后，通过按下测量开始开关ST开始血压测量处理。
在步骤S401中，从压力传感器中导出箍袋压值P，判断被导出的P是否在以0mmHg为中心的预定的误差范围内，在误差范围外时进入步骤S402，在误差范围内时进入步骤S403。
在步骤S402中，在步骤S401中导出的P在误差范围外时进行压力值导出调整，然后进入步骤S403。压力值导出调整的动作后面进行详细说明。
在步骤S403中，使用键盘116对箍袋的加压值U(例如120～280mmHg等的比最高血压值大的值)进行设定，在步骤S404中，设定脉搏信号的增益(光量和增益)。
当加压值和增益设定结束时，在步骤S405、S406中，关闭急排阀104和微排阀105。在步骤S407中，开始驱动压力泵103，在步骤S408中，增加箍袋压直至P＞U。当P＞U时，在步骤S409中，使压力泵103停止，在步骤S410中打开微排阀105。
箍袋压以一定速度(例如2～3mmHg/sec)开始减少后，血压计量行程开始。其间在步骤S411由各功能块进行数据处理，进行最高血压和最低血压的测量。在步骤S412中，辨别是否检测出减压时的最低血压值。若未检测出则继续进行计量。在步骤S413中，辨别箍袋压是否比预定值L(例如40mmHg)低。若不是P＜L，就还处于正常测量范围内，流程返回步骤S411。而在P＜L时，箍袋压已经比正常测量范围低，因此在步骤S414在LCD114上显示“测量错误”。如有需要，也可以附加显示“低压时信号异常”等详细信息。
另外，由步骤S412的辨别，测量结束时，在正常范围内结束了计量行程，在步骤S415中，快速排出箍袋1的剩余空气，在步骤S416中，在LCD114上显示测量后的最高血压值和最低血压值，在步骤S417向蜂鸣器115发送声音(tone)信号。优选的是，在正常结束后和异常结束时，发送不同的声音信号，并结束测量，等待下一个测量开始。
<压力值调整的详细动作>
图5是用于说明作为压力传感器的校正动作的、步骤S402的详细动作的流程图。
压力值调整，在装置初始化以后，在原本由于箍袋内的空气与大气相通而应导出压力值为0mmHg但导出了预定误差以上的压力值的情况下执行。
在步骤S501中，读取压力传感器的信号输出值。
在步骤S502中，导出使得与在步骤S501中读取到的信号输出值对应的压力值为0mmHg的补偿(offset)值。也就是说，求出读取到的信号输出电压值和初始化参数时使压力值为0mmHg的电压值之差。
在步骤S503中，基于在步骤S502导出的补偿值，将存储在ROM112中的参数置换为新参数。
示例性地说明在使用具有图6所示那样的温度特性的压力传感器并在外部气温为40度的场所使用的情况下有关上述的压力调整动作的动作。
在ROM112中作为初始参数存储有与(b)所示那样的温度特性对应的压力值导出参数。但是，当在外部气温为40度的场所进行了测量时，压力传感器本身的温度也同程度地上升，结果，血压测量装置的初始化之后的压力传感器的输出信号为1.5V。其结果，当使用参数(b)换算成压力值时，能得到50mmHg这样的压力值。如果在参数(b)的状态下进行了血压测量，作为结果将得到高出50mmHg左右的压力。
因此，在装置初始化后，在原来箍袋内的空气与大气相通的状态下，在步骤S501中，读取压力传感器的信号的输出值(在此，为1.5V)。
然后，在步骤S502中，导出初始参数(b)时的相当于0mmHg的信号输出值(1.0V)和在步骤S501读出的值(1.5V)的补偿值(0.5V)。在步骤S503中，再设定对目前读出的初始参数应用了与在步骤S502中导出的补偿值相当的变更的参数。
其结果，在40度时，设定对应于图6的温度特性(a)的参数，即使是在箍袋内的空气与大气相通的状态下的压力传感器的信号的输出值(1.5V)，也能导出正确的压力值0mmHg。
以上，说明了通过按照基于温度变化的传感器输出值使导出参数改变来导出修正后的压力值这样的校正动作，但也可以对压力传感器实施反馈控制，修正来自压力传感器的输出值本身。
<血压测量的详细动作>
图7表示正常进行了血压测量时的、从测量开始到结束的期间中的箍袋压和脉搏信号的图(示意图)。对图7的图，最高血压和最低血压大致如下确定。即，将脉搏信号的出现时刻(a)的箍袋压作为最高血压，将脉搏信号的大小变化消失的点(b)的箍袋压作为最低血压。
在本实施方式中，示出了检测由血管内的血液产生的反射光的例子，但也可以是检测透射光的例子。在该情况下，108a和108b配置在两侧以夹住测量部。
如上所述，利用本实施方式的光电容积脉搏血压计，能够补偿用于导出测量血压时的箍袋内的压力值的压力传感器的由温度引起的特性变化，导出适当的压力值。另外，能够提供一种可使调整动作频率降低从而能减轻调整动作时对利用者的精神上、身体上的负担的血压测量装置。
(第二实施方式)
以下，作为本发明的电子血压计的第二实施方式，举例压力脉搏血压计。本实施方式主要在利用温度传感器的温度信息这一点上与第一实施方式不同。对测量部位的箍袋的安装方法和血压的计算动作与第一实施方式基本相同，因此省略说明。
<装置结构>
图8是表示第二实施方式的压力脉搏血压计的结构的框图。与图1的不同点在于，不具有光电传感器及其相关部分，而是具有用于取得压力传感器806的温度的温度传感器807。
另外，在ROM812中存储有多个用于从压力传感器806的输出信号导出压力值的参数，在参数设定时对应的压力传感器806的温度值由CPU811存储在RAM813的温度存储区域。
其他部分与第一实施方式基本相同，因此省略说明。
<压力值调整的详细动作>
图9是用于说明压力值调整动作的步骤S402的详细动作的流程图。压力值调整，在装置初始化后，在原本由于箍袋内的空气与大气相通而应导出压力值为0mmHg但导出了预定误差以上的压力值的情况下执行，包括以下步骤。
在步骤S901中，使用温度传感器807读取压力传感器806的温度。
在步骤S902中，读取在RAM的温度存储区域所读入的温度值。也就是说，电源接通后，如果是最初的测量就读取初始化时的温度值，如果是第二次测量以后就读取前一次压力调整时所设定的温度值。
在步骤S903中，判断在步骤S901中读取到的温度值和在步骤S902中读取到的温度值的差是否包含在预定的差以内。若在预定的差以内，认为压力传感器的特性没有变化，不重新进行调整，而原样使用已有的参数。在预定的差以上时，则进入步骤S904。在重视测量精度的情况下，作为预定的差的值最好取温度传感器的测量误差(标准差)以下的值。在重视测量时间的缩短的情况下，也可以采用温度传感器的测量误差以上的值。
在步骤S904中，将与在步骤S901读取到的温度值对应的压力传感器的参数从ROM812读入，对存储在RAM813中的已有的参数进行改写。
与第一实施方式同样以使用具有图6(a)～(c)所示的温度特性的压力传感器且在外部气温为40度的场所使用的情况为例说明上述步骤的动作。
在ROM812中存储有对应于图6(a)～(c)的压力值导出参数，作为表示压力传感器的温度特性的参数。
当在读入了对应于(b)的参数作为初始值的状态下，在外部气温为40度的场所进行了测量时，压力传感器本身的温度也同程度地上升，其结果，血压测量装置的初始化之后，即压力传感器与大气相通的状态下的压力传感器的输出信号按照(a)为1.5V。
其结果，当使用与已读入的温度特性(b)对应的参数换算成压力值时，将得到50mmHg这样的压力值。也就是说，在与温度特性(b)对应的参数的状态下进行了血压测量时，作为结果将得到比正确值高50mmHg左右的压力。因此，需要压力值调整。
以下，示出压力值调整的具体动作例。装置初始化后，在箍袋内的空气与大气相通的原有状态下，在步骤S901中，通过温度传感器读取压力传感器的温度(在此，为40度)。
然后，在S902中，从RAM813的温度值存储区域读取初始化时所存储的初始化时的温度值(20度)。
在步骤S903中，判断在步骤S901读取到的温度值(40度)和在步骤S902中读取到的温度值(20度)的差是否包含在预定的差以内(例如1度)，此次差为20度，因此判断为未包含在内。
在步骤S904中，将与在步骤S901中读取到的温度值(40度)对应的、与压力传感器的(a)对应的参数从ROM812读入来进行设定。
其结果，在40度时，设定与(a)对应的参数，即使是箍袋内的空气与大气相通状态下的压力传感器的信号的输出值(1.5V)，也能够导出正确的压力值0mmHg。
在图6中，为了简略说明，假设压力传感器的温度的特性按一次函数变化而使用一个参数来进行了说明。当然也可以使压力传感器的温度特性与更高次函数建立对应关系而使用多个参数来实现。
以上，以血压测量开始为温度测量(和调整动作)的触发(trigger)，但如果在待机状态(即急排阀804打开，箍袋内的空气与大气相通的状态)下，通过连续或定期地进行温度测量，并在产生了预定温度差时进行适当的调整动作，则还具有能够快速开始测量的优点。
(第三实施方式)
通过利用如在第一实施方式中说明的压力值变化、和如在第二实施方式中说明的温度值的变化，能够在机器未发生异常等的情况下进行压力传感器特性的校正，能够导出高精度的血压值。
而在机器发生了某种异常的情况下，不仅在得不到原本应得到的值时，无法进行压力传感器的校正，还会显示与校正前比较也异常的值。作为机器的异常，例如存在压力传感器、温度传感器的故障(异常值的输出)、或开关阀的故障等。因此，检测机器的异常并通知用户也很重要。
于是，在第三实施方式中，说明能够通过监视压力值变化和温度值变化这两者来补偿由温度变化引起的特性变化并且检测机器异常的结构。
图10表示第三实施方式的压力值调整动作的流程图。
在步骤S1001中，使用温度传感器807读取压力传感器806的温度。
在步骤S1002中，将对应于在步骤S1001读取到的温度值的压力传感器的参数从ROM812读入，存储到RAM813。
在步骤S1003中，利用在步骤S1002中读入的参数导出压力值。
在步骤S1004中，判断在步骤S1003中导出的压力值是否在以0mmHg为中心的预定的误差范围内。尽管根据压力传感器的温度进行了校正但未在预定的误差范围内，因此可以以发生了某种机器异常(压力传感器、温度传感器的异常、或开关阀的异常)为结论，因而立刻显示机器错误，并且结束(中止)测量动作。
在步骤S1003中导出的压力值包含在以0mmHg为中心的预定的误差范围内时，开始通常的血压测量动作。
如上所述，根据本实施方式，能够为在温度变化的环境下的适当的压力值导出进行校正，能够将更准确的血压值通知给利用者。
另外，也具有在与压力值导出或温度值导出相关的机器发生异常时，能够检测异常并将异常的情况通知给利用者的效果。
本发明不限于上述实施方式，在不超出本发明的精神和范围的情况下可进行各种变更和变形。因此，为了公开本发明的范围，附上以下权利要求。

Claims (8)

1.一种血压测量装置，其特征在于，包括：
安装在外耳及其周边部的箍袋；
信号取得单元，从上述箍袋所压迫的压迫部及其周边取得脉搏信号和/或科罗特科夫氏音；
压力传感器，输出对应于上述箍袋内的压力值的预定的信号值；
血压值导出单元，根据从上述信号值导出的压力值、和上述脉搏信号和/或科罗特科夫氏音，导出血压值；以及
调整单元，在上述箍袋的非加压时的上述信号值的变化在预定值以上时，对上述压力值进行补偿上述压力传感器的特性变化的调整。
2.一种血压测量装置，其特征在于，包括：
安装在外耳及其周边部的箍袋；
信号取得单元，从上述箍袋所压迫的压迫部及其周边取得脉搏信号和/或科罗特科夫氏音；
压力传感器，输出对应于上述箍袋内的压力值的预定的信号值；
温度测量单元，用于测量上述压力传感器附近的温度；
血压值导出单元，根据从上述信号值导出的压力值、和上述脉搏信号和/或科罗特科夫氏音，导出血压值；以及
调整单元，在由上述温度测量单元测量的温度的变化在预定值以上时，对上述压力值进行补偿上述压力传感器的特性变化的调整。
3.一种血压测量装置，其特征在于，包括：
安装在外耳及其周边部的箍袋；
信号取得单元，从上述箍袋所压迫的压迫部及其周边取得脉搏信号和/或科罗特科夫氏音；
压力传感器，输出对应于上述箍袋内的压力值的预定的信号值；
温度测量单元，用于测量上述压力传感器附近的温度；
血压值导出单元，根据从上述信号值导出的压力值、和上述脉搏信号和/或科罗特科夫氏音，导出血压值；以及
调整单元，在上述箍袋的非加压时的上述信号值的变化在预定值以上、且由上述温度测量单元测量的温度的变化在预定值以上时，对上述压力值进行补偿上述压力传感器的特性变化的调整。
4.根据权利要求1所述的血压测量装置，其特征在于：
上述调整单元以上述箍袋的非加压时的从上述压力传感器输出的信号值为压力值的基准进行调整。
5.根据权利要求2所述的血压测量装置，其特征在于：
还包括
存储单元，存储与压力传感器的温度特性对应的一个以上的特性参数；以及
选择单元，从存储在上述存储单元的一个以上的特性参数中选择与由上述温度测量单元得到的温度对应的特性参数，
上述调整单元根据所选择的特性参数对上述压力值导出单元进行调整。
6.根据权利要求1所述的血压测量装置，其特征在于：
通过上述信号取得单元得到的上述脉搏信号是由光电传感器得到的光电脉搏信号。
7.根据权利要求1所述的血压测量装置，其特征在于：
上述外耳及其周边部是颞浅动脉或其分支周边。
8.一种血压测量方法，其特征在于，包括：
压迫步骤，用箍袋压迫外耳及其周边部；
信号取得步骤，从在上述压迫步骤中被压迫的压迫部及其周边取得脉搏信号和/或科罗特科夫氏音；
信号输出步骤，从压力传感器输出对应于上述箍袋内的压力值的预定的信号值；
温度测量步骤，用于测量上述压力传感器附近的温度；
血压值导出步骤，根据从上述信号值导出的压力值和上述脉搏信号和/或科罗特科夫氏音，导出血压值；以及
调整步骤，在由上述温度测量步骤测量的温度的变化在预定值以上时，对上述压力值进行补偿上述压力传感器的特性变化的调整。
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