JP2001070263A - 電子血圧計 - Google Patents

電子血圧計

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JP2001070263A JP25380899A JP25380899A JP2001070263A JP 2001070263 A JP2001070263 A JP 2001070263A JP 25380899 A JP25380899 A JP 25380899A JP 25380899 A JP25380899 A JP 25380899A JP 2001070263 A JP2001070263 A JP 2001070263A
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    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定精度を確保した上で、測定時間を最小限
に短くする。 【解決手段】 加圧過程(ST1)で、最高血圧に相関
する圧力Ps、最低血圧に相関する圧力Pd及び脈波周
期Pcを求め(ST2、ST3)、これらから次式で減
圧過程での減圧速度def- vを算出し(ST4)、 def- v=(Ps−Pd−mb1)×Pc/N ただし、N:確保する脈拍数 また、次式で加圧上限値Inf- maxを算出し(ST
5)、 Inf- max=def- v・(np×Pc+α)+P
s+β1 この算出された加圧上限値まで加圧した後、上記算出し
た減圧速度で減圧を開始する(ST7、ST8)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子血圧計に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電子血圧計はカフを加圧して生
体動脈を圧迫し、その後の減圧過程で脈波、K音等の血
管情報とカフ圧とから、最高血圧、最低血圧を決定して
いる。この種の電子血圧計において、測定時の減圧方
式、つまり圧力降下方式として、従来以下のものがあ
る。
【0003】圧力降下時において、予め設定された一
定の圧力降下速度となるように、排気量調節手段を調節
する。 圧力降下時において、検出される腕帯圧力及び脈拍に
応じて算出した圧力降下速度となるように、排気量調節
手段を調節する(特開平5−84221号、特開平5−
337090号)。
【0004】加圧時の脈波振幅の乱れに応じて、減圧
速度を調節する(特開平5−200005号)。また、
従来の電子血圧計の自動加圧設定決定方式は、加圧時に
得られる脈波から最高血圧またはそれに相関する値を推
定して、一定の圧力をこの最高血圧推定値に加算し、加
圧設定値とするものである。
【0005】さらに、従来の電子血圧計の採用する減圧
速度制御方式は、加圧終了後、目標とする減圧速度に速
く送達させるため、制御弁に印可する電圧を速い制御周
期で変化させ、次に減圧速度が目標速度に達すると、血
圧算出可能な通常の制御周期に戻すという初期高速制御
を実施している。
【0006】
【発明が解決しよとする課題】上記した従来の電子血圧
計の圧力降下方式のうち、第1の方式では、圧力降下速
度が一定であるため、脈拍が少ない人や脈圧が小さい人
では、最高血圧から最低血圧まで排気される間に検出さ
れる脈波数が少なくなり、血圧測定精度が確保できな
い。また、十分な脈波数を検出するために排気速度を遅
くすると、測定時間が長くなり、鬱血や長時間の圧迫に
よる被験者への負担が増える。
【0007】また、第2の方式では、減圧速度が脈圧に
依存しないため、脈圧が小さい人では検出される脈波数
が少なくなり、測定精度が低下する。また、血圧が高
く、脈圧が大きい人は、必要以上に長時間腕帯により圧
迫されるため、不快感や痛みが発生する。さらに、第3
の方式では、正常な脈の人の場合に、減圧速度を速くす
ることはできないという問題がある。
【0008】また、上記した従来の電子血圧計の自動加
圧設定決定方式では、常に固定値を最高血圧に加算する
ため、特に脈波の比較的速い人では、測定に必要以上に
加圧され、不快感や痛みを感じさせることとなる。ま
た、減圧速度を従来より速くしようとすると、減圧時に
最高血圧より上で、少なくとも1つ以上の脈を検出する
ことが必要なため、加算する固定値(加圧マージン)は
大きくしなければならず、前記問題点は顕著になる。
【0009】また、上記した従来の電子血圧計の減圧速
度制御方式では、制御弁駆動電圧の初期値は、弁が十分
に閉鎖できる高い電圧に設定されるため、減圧目標速度
を出すことができる駆動電圧に到達するまでは、速い制
御を実施したとても、数秒の時間遅れが発生している。
このため、測定時間が長くなるとともに、人体にとって
必要以上に加圧した後でないと、測定を開始できないと
いう問題点がある。
【0010】この発明は上記問題点に着目してなされた
ものであって、精度を損なうことなく、可能な限り、測
定を速くなし得る電子血圧計を提供することを目的とし
ている。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の電子血圧計
は、人体の少なくとも一部位の動脈を最高血圧より高く
加圧した後、徐々に減圧する過程において血圧を決定す
るものにおいて、加圧過程で発生する血管壁振動または
動脈内の血液脈流を検出する脈波検出手段と、脈波検出
手段より得られた1拍または複数拍の脈波信号と、人体
圧迫部の圧力を検出する圧力検出手段から出力される脈
波発生タイミングに同期する代表圧力値を入力として、
最高血圧、最低血圧、平均血圧の少なくとも2つ、ある
いは最高血圧のみに相関のある特徴量を抽出する脈波特
徴量演算手段と、この脈波特徴量演算からの出力に基づ
いて、目標速度を演算する減圧速度演算手段を備え、最
適な減圧速度を決定することにより、減圧時に検出でき
る脈波数を精度を確保する上で必要十分、かつ最小とな
るようにしている。
【0012】また、この発明の電子血圧計は、人体の少
なくとも一部位の動脈を最高血圧より高く加圧した後、
徐々に減圧する過程において血圧を決定するものにおい
て、加圧過程で発生する血管壁振動または動脈内の血液
脈流を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段より得ら
れた1拍または複数拍の脈波信号と、人体圧迫部の圧力
を検出する圧力検出手段から出力される脈波発生タイミ
ングに同期する代表圧力値を入力として、最高血圧、最
低血圧、平均血圧の少なくとも2つ、あるいは最高血圧
のみに相関のある特徴量を抽出する脈波特徴量演算手段
と、この脈波特徴量演算手段からの出力に基づいて、加
圧目標値を決定する加圧目標値設定手段とを備え、最適
最小な加圧目標値を決定し、必要最小限の加圧のみを行
い、余分な加圧を行わず、過剰に圧迫することがないよ
うにしている。
【0013】また、この発明の電子血圧計は、人体の少
なくとも一部位の動脈を、流体加圧手段を用いて最高血
圧より高く加圧した後、徐々に減圧する過程で血圧を決
定するものであり、前記減圧の速度を流体の流量を調節
して制御する流体圧力制御手段を備えるものにおいて、
加圧中の圧迫力変化情報を検出する圧迫力変化情報検出
手段と、この圧迫力変化情報を用いて、減圧開始時の特
徴量の初期値を前記流体圧力制御手段に指示する速度制
御初期値決定手段とを備え、加圧時の圧力上昇状態と、
加圧ポンプ駆動電圧、減圧開始圧力、制御弁の電圧−流
量特性から目標速度を直ちに達成できる流量となる電圧
を初期値として制御弁を駆動することで、加圧終了後、
直ちに減圧目標速度で安定した減圧制御をするように
し、制御安定までの無駄時間と余分な加圧の必要がな
く、必要最小限の時間と加圧で速度でき、かつ精度を損
なうことがないようにしている。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図1は、この発明の一実施
形態である電子血圧計のブロック図である。この実施形
態電子血圧計は血圧計本体1と、人体測定部位に装着す
る腕帯2から構成される。血圧計本体1は、腕帯圧力を
検出する圧力センサ3と、腕帯を加圧する加圧ポンプ4
と、腕帯内の空気を外部に解放する流量を調整し、圧力
を減圧する電磁弁5と、及びワンチップマイコン1a内
で構成する下記の各演算制御部と、電源の入切及び測定
開始等を操作する操作部17と、測定結果である血圧値
及び脈拍等を表示する表示部18とで構成されている。
【0015】ワンチップマイコン1aは、圧力センサ3
から出力される圧力信号に重畳される脈波信号を検出す
る脈波検出部6、圧力信号を圧力値に変換し、出力する
とともに、脈波発生時の腕帯の代表圧力値を検出する圧
力検出部7、脈波信号と代表圧力値から特徴量を抽出
し、代表圧力値と合わせて演算して、血圧値に相関する
パラメータを決定する脈波特徴量演算部8、血圧値に相
関するパラメータから減圧速度を決定する減圧速度決定
部9、検出した脈波信号の周期を算出する脈波周期演算
部10、さらに血圧値に相関するパラメータから加圧設
定値を決定する加圧目標値決定部11、加圧ポンプ4を
駆動する電圧を制御する加圧制御部12、減圧開始時に
おける電磁弁駆動電圧の初期値を決定する速度制御初期
値決定部13、減圧速度決定部9で決定した目標減圧速
度で減圧するように電磁弁5の駆動電圧を制御する減圧
制御部14、脈波特徴量演算部の出力から血圧を決定す
る血圧演算部15、予めROMなどに記憶させている電
磁弁の駆動電圧−流量特性データである電磁弁特性カー
ブ16を備えている。
【0016】図2は、この実施形態電子血圧計の外観を
示す斜視図である。血圧計本体1の上面には、表示部1
2の他に、電源スイッチ11a、測定開始スイッチ11
bを備えている。次に、この実施形態電子血圧計の各部
の動作を説明する。血圧測定時には、腕帯2を測定部位
に巻き付け、安静にして測定を開始する。電源スイッチ
11aをオンした状態で、測定開始スイッチ11bを押
して、測定を開始すると、加圧ポンプ部4にて、腕帯2
に空気を送り、腕帯圧力を上昇させる。腕帯圧力は、圧
力センサ3で圧力信号に変換した後、AD変換等の手段
により、ワンチップマイコン1aに圧力信号として取り
込む。脈波検出部6では、圧力信号に重畳する脈波信号
を取り出す。加圧時の圧力信号と抽出した脈波信号を図
3に示す。
【0017】圧力検出部7では、圧力信号を圧力センサ
3の直線性補正及び温度等の環境変化によるドリフト補
正を実施して、正確な圧力値を出力するとともに、脈波
検出部6から出力される脈波検出タイミング信号に同期
して、脈波発生時の代表圧力値を出力する。脈波信号と
代表圧力値との関係を図3に示す。脈波特徴量演算部8
では、脈波検出部6から出力される脈波信号と圧力検出
部7から出力される代表圧力値とから血圧に相関する脈
波特徴量を演算し、出力する。脈波特徴量演算の一例に
ついて説明する。先ず、人体の血圧値と腕帯圧力との関
係により変化する脈波波形の特徴としては、脈波振幅、
脈波面積、脈波幅(脈波振幅がある閾値より大きくなっ
ている時間)、等その他多数のものがあるが、ここでは
一例として、脈波振幅と脈波幅について説明する。図4
は、加圧中の腕帯圧力〔図4の(a)〕と腕帯圧力信号
から抽出した脈波波形〔図4の(b)〕、さらに脈波発
生時の腕帯圧力を代表圧力値として横軸に、その時の脈
波振幅を縦軸にグラフ化したものである〔図4の
(c)〕。脈波振幅は、オシロメトリック方式の血圧測
定方法として、一般的によく知られている方式を示すも
のであり、腕帯圧力が平均血圧となる付近で最も大きな
振幅となる山形となり、最高血圧より高圧側と最低血圧
より低圧側では振幅が急激に減少する。
【0018】図4の(c)において、振幅最大となる圧
力Pmax、一定の閾値Ths、Thdの脈波振幅包絡
線がクロスする圧力Ps、Pdを図示したものである。
ここでPsは最高血圧に、Pdは最低血圧に、Pmax
は平均血圧によく相関した値となる。図5では、図4に
て説明した脈波波形を全てが同じ振幅となるように、脈
波自身の最大振幅値を正規化したものであり、さらに脈
波の幅の個人差を正規化するために、脈波幅tw を脈波
周期tc で割った値をK2として、図6に示している。
脈波幅比率K2は最低血圧付近では大きく、最高血圧に
近づくにつれて小さくなる。したがって、脈波幅比率K
2が値Ks、Kdとなる圧力Pks、Pkdは最高血圧
と最低血圧によく相関した値となる。
【0019】前記の血圧に相関した特徴量Ps、Pd、
PmaxまたはPks、Pkdを用いた場合の減圧速度
方法を以下に説明する。減圧速度決定部9では、脈波特
徴量演算部8の出力である特徴量Ps、Pd、Pmax
またはPks、Pkdを入力として、次式により、減圧
速度を決定する。 1)Ps、Pdを用いる場合 減圧速度 def- v=(Ps−Pd−mb1)×Pc/N …(1) 2)Ps、Pmaxを用いる場合 減圧速度 def- v=(3・Ps−3・Pmax−mb2)×Pc/N …(2) 3)Pd、Pmaxを用いる場合 減圧速度 def- v=(3/2 ・Pmax−3/2 ・Pd−mb3)×PC/N …(3) 4)Psを用いる場合 減圧速度 def- v=(a・Ps+b−nb4)×Pc/N …(4) ここでPcは、脈拍周期演算部10で算出される脈拍周
期である。Pcを用いない場合(請求項1、請求項3)
には、通常の人の脈拍数、例えば60拍/分から算出さ
れる周期Pc=1秒を固定値として使用してもよい。
【0020】Nは、減圧時に最高血圧と最低血圧の間、
すなわち脈圧間に発生する脈数である。Nを大きくする
と、減圧速度が遅くなり、脈圧間に発生する脈数は増加
する。逆に小さくすると、脈数は減少し、N=2〜3個
では著しく測定精度が悪くなることを実験的に確認して
おり、また測定原理の点からも明らかである。したがっ
て、Nの値は減圧測定のアルゴリズムの性能を考慮して
設定されるべきであり、通常N=5程度が妥当である。
【0021】上式(1)〜(4)の括弧内の演算は、全
て脈圧(最高血圧−最低血圧)を算出するものであり、
mb1〜mb4の値は脈圧算出のオフセット量及び減圧
速度を速く設定しすぎないためのマージン量を加味して
決定するものである。実際の値は、前記パラメータ算出
閾値であるThs、Thdの値に合わせて調整し、予め
設定する。
【0022】前記の圧力値Ps、Pdが最も最高血圧、
最低血圧に一致するようにThs、Thdを調整した場
合は、最高血圧、平均血圧、最低血圧の少なくとも2
つ、あるいは最高血圧のみを用いた減圧速度決定の例と
なる(請求項4)。次に、脈波幅から算出した特徴量P
ks、Pkdを入力とした場合の減圧速度決定方法は次
式となる。
【0023】 減圧速度 def- v=(Pks−Pkd−mb5)×Pc/N …(5) Pcは、前記の脈拍周期であり、Nは同様に前記の脈圧
間で検出する脈数である。mb5も同様に脈圧を算出す
るためのオフセット量調整と、パラメータPks、Pk
dを算出するのに用いたKs及びKdの値に合わせて調
整し、予め設定する。
【0024】以上のように、加圧時の脈波情報から減圧
速度を決定すると、次に加圧目標値を設定し、腕帯圧力
が目標値に達すると加圧を停止し、減圧測定に移行す
る。加圧目標値は、減圧測定に移行した時に最高血圧よ
り高い圧力で、少なくとも1つの脈を検出することを目
的として設定されるものである。減圧測定アルゴリズム
に外挿補間等の技術を使って、実際には加圧しなかった
圧力での脈波を推定するような場合にはこの限りではな
いが、この場合も現実的には測定精度を確保するため
に、最高血圧の近辺までは加圧する必要がある。
【0025】加圧目標値は、これから測定する最高血圧
に相関した加圧時の特徴量、または加圧時の最高血圧推
定値に基づいて算出されるものであるが、減圧測定に移
行した時点から最初に、測定に有効な脈を検出できるま
での時間は、測定する人の脈拍の速さと減圧に移行する
タイミングとで変化し、例えば脈拍が60拍/分の人を
減圧速度10mmHg/秒で測定する場合、最大10m
mHgも加圧終了圧から減圧した時点で初めて最初の値
を検出することとなる。このように高速で減圧する場合
は、減圧速度を加味して加圧目標値を決定しないと、減
圧速度に支障が出る。
【0026】この実施形態電子血圧計では、最高血圧に
相関する特徴量と減圧速度を用いて、加圧目標値を設定
する手段を備えたために、必要かつ最小の加圧で測定を
実施することができる。具体的に、前記の脈波特徴量演
算部8の出力例である特徴量Ps、Pd、Pmaxを用
いて、加圧目標値決定部11での加圧目標値決定は下記
の式で行う。 1)加圧目標値 Inf- max=def- v・(np×Pc+α)+ Ps+β1 …(6) 2)加圧目標値 Inf- max=def- v・(np×Pc+α)+ (3・Pmax−Pd)+β2 …(7) ここでdef- vは、減圧速度決定部9の出力である減
圧速度、npは減圧時に最高血圧より高い圧力で検出す
る脈数、Pcは脈拍周期である。β1、β2は式
(6)、(7)の項Ps+β1、(3・Pmax−P
d)+β2が最高血圧に近くなるように設定するもので
あり、特徴量の決定閾値Ths、Thdの値により変化
する。
【0027】腕帯圧力が加圧目標値まで達すると、設定
された目標速度で減圧を開始し、減圧測定を行う。電磁
弁5は駆動する電圧に応じて、流量が変化するものを使
用する。その電圧−流量特性を図7に示す。一方、減圧
速度を目標値に制御する場合、電磁弁5は加圧中に十分
閉塞した状態から、目標とする減圧速度となるための流
量を出せる電圧となるまで、時間遅れが発生する。この
ことは、前記加圧目標値をこの遅れ分を吸収するまで、
さらに高くする必要があることを意味している。これは
測定時間を増加させる上に、加圧値まで高くなり、被測
定者への負担が増加することとなっている。この問題点
を解決するために、電磁弁5を駆動する電圧の初期値を
目標速度が出せる流量となる電圧に設定可能な減圧速度
初期値決定手段13を備え、加圧終了後、直ちに目標と
する減圧速度が得られるようにした。 減圧制御初期値
決定部13では、圧力検出部7の出力である圧力P
(i)と、加圧制御部12の出力であるポンプ駆動電圧
Vb及び加圧終了圧力Inf-max、電磁弁の電圧−
流量特性カーブにより、以下のように弁駆動電圧初期値
を決定する。
【0028】先ず、加圧終了時点でのコンプライアンス
Cpを次式で求める。 Cp={P(i)−P(i−1)}/Vb …(8) (8)式において、Vbは加圧ポンプ駆動電圧であり、
ポンプの拍出量と比例関係にある。また、P(i)−P
(i−1)は圧力値の1サンプリング当たりの変化量を
表しており、コンプライアンスCpは腕帯の圧力変化
量、すなわち加圧速度と腕帯に送り込まれる流量との比
である。
【0029】一方、図7に示すように、電磁弁特性カー
ブは電磁弁のカフ側の圧力値によって駆動電圧と流量の
関係が変化するようになっている。カフ終了時の腕帯圧
力が200mmHgである場合に、目標とする減圧速度
を出すための流量が500mlであるとすると、図7の
特性カーブから電磁弁駆動電圧は1.45Vと決定され
る。
【0030】目標減圧速度となる流量は、前記コンプラ
イアンスから下記のように算出可能である。 目標流量=K×減圧目標速度/Cp …(9) 定数Kは、ポンプ拍出量と電圧の比例関係と減圧目標速
度と流量との比例関係を含むもので、実験により決定す
ることができる。
【0031】次に、図8に示すフロー図を参照して、こ
の実施形態電子血圧計の測定時の全体動作を説明する。
電源スイッチ11aがオンの状態で、測定開始スイッチ
11bがオンされると、測定のための動作がスタート
し、加圧ポンプ4がオンし、腕帯2の加圧を開始する
(ステップST1)。以後、カフ圧の上昇とともに、カ
フ圧、及びカフ圧に重畳された脈波が抽出され、脈波特
徴量演算部8では加圧とともにいくつかの脈波特徴量で
ある脈波振幅データが得られる。この加圧過程における
カフ圧といくつかの脈波振幅データとにより、血圧算出
部7で概略的な最高血圧と最低血圧が推定され(ステッ
プST2)、脈波数も測定される(ステップST3)。
ここでは、特徴量の一例として、最高血圧、最低血圧を
用いている。
【0032】これらの推定、及び測定されたデータを基
に、減圧速度def−Vが減圧速度決定部9で、上式
(1)により演算決定される(ステップST4)。ま
た、例えば上式(6)により、加圧目標値決定部11で
加圧上限値が算出される(ステップST5)。加圧過程
で、減圧速度及び加圧上限値を算出後は、カフ圧が加圧
上限値に達するまで、加圧を継続する(ステップST
6)。カフ圧が加圧上限値に達すると(ステップST
6)、加圧ポンプ4をオフするとともに、加圧時の圧力
変化とポンプ駆動電圧からコンプライアンスを決定し
(ステップST7)、次に目標流量を算出し(ステップ
ST8)、電磁弁初期駆動電圧を決定し(ステップST
9)、減圧を開始する(ステップST10)。減圧過程
に入ると、減圧制御部14で減圧速度がすでに加圧過程
で算出してある減圧速度となるように調整する。
【0033】減圧開始後、図3に示すようにカフ圧を検
出するとともに、脈波を抽出し、脈波振幅データを抽出
する。この脈波振幅データが所要数得られると、よく知
られたアルゴリズム、例えば脈波振幅の最大値に対応す
るカフ圧を平均血圧、この平均血圧よりもカフ圧の高い
側で脈波振幅の包絡線としきい値とクロスする点のカフ
圧を最高血圧と決定し、平均血圧よりもカフ圧の低い側
で脈波振幅の包絡線としきい値のクロスする点のカフ圧
を最低血圧と決定して、血圧決定(測定)を行う(ステ
ップST11)。この実施形態電子血圧計では血圧測定
のアルゴリズムは特に制限されるものではなく、様々な
他の手法を採用してもよい。
【0034】血圧測定を終了すると(ステップST1
2)、測定した最高血圧、最低血圧、脈波数等を表示部
18に表示し(ステップST13)、電磁排気弁5を開
放して、急速排気して(ステップST14)、動作を終
了する。なお、発明者等は実測により、図9に示すよう
に、最高血圧と脈圧とは比例相関のあることを確認して
いる。
【0035】図10は、従来の一般的な電子血圧計、従
来の減圧速度を制御可能な電子血圧計、本願発明に係る
電子血圧計の減圧速度を比較するカフ圧変化特性を示す
図である。特性aは従来の一般的な微速排気弁によるも
のであり、3.19mmHg/secの減圧速度であ
る。特性bは、従来の減圧速度制御機能を持つものであ
り、5.5mmHg/secが限界である。特性cは、
本発明の各実施形態電子血圧計のものであり、ここに示
すのは、11mmHg/secの減圧速度であり、被験
者によってはこのように減圧速度を速くしても、十分に
精度良く測定が可能である。従来の減圧速度制御可能な
ものに比しても、倍の速さで測定を行うことがでる。
【0036】
【発明の効果】この発明によれば、加圧過程中に抽出し
た脈波特徴量に応じて、減圧速度を算出するものである
から、最適な圧力降下速度で測定でき、精度を損なうこ
となく、必要最小限の時間で測定できる。また、この発
明によれば、加圧過程中に抽出した脈波特徴量に応じ
て、加圧目標値を決定するものであるから、精度を損な
うことなく、必要最小限の時間で加圧が測定できる。
【0037】また、この発明によれば、加圧時の圧力上
昇状態と、加圧ポンプ駆動電圧、減圧開始圧力、制御弁
の電圧−流量特性から目標測定を直ちに達成できる流量
となる電圧を初期値として、制御弁を駆動しているの
で、加圧終了後、直ちに減圧目標速度で安定した減圧制
御をするようにし、制御安定までの無駄時間と余分な加
圧の必要が無く、必要最小限の時間と加圧で測定でき、
かつ精度を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態である電子血圧計の回路
構成を示すブロック図である。
【図2】同実施形態電子血圧計の外観を示す斜視図であ
る。
【図3】同実施形態電子血圧計で抽出される腕帯圧力の
時間的変化を示す図である。
【図4】同実施形態電子血圧計における腕帯圧力の時間
的変化と、脈波振幅及び脈波における代表圧力を説明す
る図である。
【図5】振幅が正規化された脈波波形を示す図である。
【図6】腕帯圧力と脈波幅比率との関係を示す図であ
る。
【図7】図1に示す電子血圧計の電磁弁の電圧−流量特
性を示す図である。
【図8】同実施形態電子血圧計の全体動作を説明するた
めのフロー図である。
【図9】実測データによる最高血圧と脈圧との関係を示
す図である。
【図10】従来の電子血圧計と本発明の電子血圧計との
減圧速度を比較する減圧特性図である。
【符号の説明】
1 血圧計本体 2 腕帯 3 圧力センサ 4 加圧ポンプ 5 電磁弁 6 脈波検出部 7 圧力検出部 8 脈波特徴量演算部 9 減圧速度決定部 10 脈波周期演算部 11 加圧目標値決定部 12 加圧制御部 13 減圧制御初期値設定部 14 減圧制御部 15 血圧決定部 16 電磁弁特性カーブ 17 操作部 18 表示部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年9月6日(2000.9.6)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】加圧時の脈波振幅の乱れに応じて、減圧
速度を調節する(特開平5−200005号)
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】また、従来の電子血圧計の自動加圧設定決
定方式は、加圧時に得られる脈波から最高血圧またはそ
れに相関する値を推定して、一定の圧力をこの最高血圧
推定値に加算し、加圧設定値とするものである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【発明が解決しよとする課題】上記した従来の電子血
圧計の圧力降下方式のうち、第1の方式では、圧力降下
速度が一定であるため、脈拍が少ない人や脈圧が小さい
人では、最高血圧から最低血圧まで排気される間に検出
される脈波数が少なくなり、血圧測定精度が確保できな
い。また、十分な脈波数を検出するために排気速度を遅
くすると、測定時間が長くなり、鬱血や長時間の圧迫に
よる被験者への負担が増える。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】また、上記した従来の電子血圧計の自動加
圧設定決定方式では、常に固定値を最高血圧に加算する
ため、特に脈波の比較的速い人では、測定に必要以上に
加圧され、不快感や痛みを感じさせることとなる
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】また、減圧速度を従来より速くしようとす
ると、減圧時に最高血圧より上で、少なくとも1つ以上
の脈を検出することが必要なため、加算する固定値(加
圧マージン)は大きくしなければならず、前記問題点は
顕著になる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の電子血圧計
は、人体の少なくとも一部位の動脈を最高血圧より高く
加圧した後、徐々に減圧する過程において血圧を決定す
るものにおいて、加圧過程で発生する血管壁振動または
動脈内の血液脈流を検出する脈波検出手段と、この脈波
検出手段で検出される脈波の周期を算出する脈波周期測
定手段と、脈波検出手段より得られた1拍または複数拍
の脈波信号と、人体圧迫部の圧力を検出する圧力検出手
段から出力される脈波発生タイミングに同期する代表圧
力値を入力として、最高血圧、最低血圧、平均血圧の少
なくとも2つ、あるいは最高血圧のみに相関のある特徴
量を抽出する脈波特徴量演算手段と、前記測定した脈波
周期と算出された特徴量から、減圧測定の際に最高血圧
と最低血圧の間に所定の数の脈波数を検出可能なよう
、減圧目標速度を演算する減圧速度演算手段とを備
え、最適な減圧速度を決定することにより、減圧時に検
出できる脈波数を精度を確保する上で必要十分、かつ最
小となるようにしている。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】また、この発明の電子血圧計は、人体の少
なくとも一部位の動脈を最高血圧より高く加圧した後、
徐々に減圧する過程において血圧を決定する電子血圧計
において、加圧過程で発生する血管壁振動または動脈内
の血液脈流を検出する脈波検出手段と、この脈波検出手
段で検出される脈波の周期を算出する脈波周期測定手段
と、脈波検出手段より得られた1拍分または複数拍分の
脈波信号と、人体圧迫部の圧力を検出する圧力検出手段
から出力される脈波発生タイミングに同期する代表圧力
値を入力として、最高血圧、最低血圧、平均血圧の少な
くとも2つ、あるいは最高血圧のみを決定する血圧演算
手段と、前記脈波周期測定手段で測定した脈波周期と前
記血圧演算手段からの血圧値出力に基づいて、減圧測定
の際に最高血圧値と最低血圧値の間に所定の数の脈波数
を検出可能なように減圧目標速度を演算する減圧速度演
算手段を備え、やはり、最適な減圧速度を決定すること
により、減圧時に検出できる脈波数を精度を確保する上
で必要十分、かつ最小となるようにしている。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】また、この発明の電子血圧計は、人体の少
なくとも一部位の動脈を、流体加圧手段を用いて最高血
圧より高く加圧した後、徐々に減圧する過程で血圧を決
定するものであり、前記減圧の速度を流体の流量を調節
して制御する流体圧力制御手段を備えるものにおいて、
加圧中の圧迫力変化情報を検出する圧迫力変化情報検出
手段と、この圧迫力変化情報を用いて、減圧開始時の特
徴量の初期値を前記流体圧力制御手段に指示する速度制
御初期値決定手段とを備え、加圧時の圧力上昇状態と、
加圧ポンプ駆動電圧、減圧開始圧力、制御弁の電圧−流
量特性から目標速度を直ちに達成できる流量となる電圧
を初期値として制御弁を駆動することで、加圧終了後、
直ちに減圧目標速度で安定した減圧制御をするように
し、制御安定までの無駄時間と余分な加圧の必要がな
く、必要最小限の時間と加圧で測定でき、かつ精度を損
なうことがないようにしている。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】前記の血圧に相関した特徴量Ps、Pd、
PmaxまたはPks、Pkdを用いた場合の減圧速度
方法を以下に説明する。減圧速度決定部9では、脈波特
徴量演算部8の出力である特徴量Ps、Pd、Pmax
またはPks、Pkdを入力として、次式により、減圧
速度を決定する。 1)Ps、Pdを用いる場合 減圧速度 def- v=(Ps−Pd−mb1)×Pc/N …(1) 2)Ps、Pmaxを用いる場合 減圧速度 def- v=(3・Ps−3・Pmax−mb2)×Pc/N …(2) 3)Pd、Pmaxを用いる場合 減圧速度 def- v=(3/2 ・Pmax−3/2 ・Pd−mb3)×PC/N …(3) 4)Psを用いる場合 減圧速度 def- v=(a・Ps+b−nb4)×Pc/N …(4) ここでPcは、脈拍周期演算部10で算出される脈拍周
期である。Pcを用いない場合(請求項1)には、通常
の人の脈拍数、例えば60拍/分から算出される周期P
c=1秒を固定値として使用してもよい。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】前記の圧力値Ps、Pdが最も最高血圧、
最低血圧に一致するようにThs、Thdを調整した場
合は、最高血圧、平均血圧、最低血圧の少なくとも2
つ、あるいは最高血圧のみを用いた減圧速度決定の例と
る。次に、脈波幅から算出した特徴量Pks、Pkd
を入力とした場合の減圧速度決定方法は次式となる。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 朗 京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式 会社オムロンライフサイエンス研究所内 (72)発明者 宮脇 義徳 京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式 会社オムロンライフサイエンス研究所内 Fターム(参考) 4C017 AA08 AA09 AB01 AC03 AD01 BD05 DE05 DE08

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】人体の少なくとも一部位の動脈を最高血圧
    より高く加圧した後、徐々に減圧する過程において血圧
    を決定する電子血圧計において、 加圧過程で発生する血管壁振動または動脈内の血液脈流
    を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段より得られた
    1拍または複数拍の脈波信号と、人体圧迫部の圧力を検
    出する圧力検出手段から出力される脈波発生タイミング
    に同期する代表圧力値を入力として、最高血圧、最低血
    圧、平均血圧の少なくとも2つ、あるいは最高血圧のみ
    に相関のある特徴量を抽出する脈波特徴量演算手段と、
    この脈波特徴量演算手段からの出力に基づいて、減圧目
    標速度を演算する減圧速度演算手段を備えたことを特徴
    とする電子血圧計。
  2. 【請求項2】前記脈波検出手段より得られる脈波が複数
    の場合に、脈が発生する周期を算出する脈波周期測定手
    段を備え、前記減圧速度演算手段は、前記測定した脈波
    周期と、前記脈波特徴量とを入力として減圧速度を演算
    することを特徴とする請求項1記載の電子血圧計。
  3. 【請求項3】前記減圧速度演算手段は、前記脈波特徴量
    演算手段により算出された特徴量から、減圧測定の際に
    最高血圧と最低血圧の間に所定の数の脈波数を検出可能
    なように減圧目標速度を演算して決定することを特徴と
    する請求項1、または請求項2記載の電子血圧計。
  4. 【請求項4】人体の少なくとも一部位の動脈を最高血圧
    より高く加圧した後、徐々に減圧する過程において血圧
    を決定する電子血圧計において、 加圧過程で発生する血管壁振動または動脈内の血液脈流
    を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段より得られた
    1拍分または複数拍分の脈波信号と、人体圧迫部の圧力
    を検出する圧力検出手段から出力される脈波発生タイミ
    ングに同期する代表圧力値を入力として、最高血圧、最
    低血圧、平均血圧の少なくとも2つ、あるいは最高血圧
    のみを決定する血圧演算手段と、この血圧演算手段から
    の血圧値出力に基づいて、減圧目標速度を演算する減圧
    速度演算手段を備えたことを特徴とする電子血圧計。
  5. 【請求項5】前記脈波検出手段により得られる脈波が複
    数の場合に、脈が発生する周期を算出する脈波周期測定
    手段を備え、前記減圧速度演算手段は前記測定した脈波
    周期と前記血圧値とを入力として減圧速度を演算するこ
    とを特徴とする請求項4記載の電子血圧計。
  6. 【請求項6】前記減圧速度演算手段は、前記血圧演算手
    段により算出された血圧値から、減圧測定の際に最高血
    圧値と最低血圧値の間に所定の数の脈波数を検出可能な
    ように減圧目標速度を演算して決定することを特徴とす
    る請求項4または請求項5記載の電子血圧計。
  7. 【請求項7】人体の少なくとも一部位の動脈を最高血圧
    より高く加圧した後、徐々に減圧する過程において血圧
    を決定する電子血圧計において、 加圧過程で発生する血管壁振動または動脈内の血液脈流
    を検出する脈波検出手段と、この脈波検出手段より得ら
    れた1拍または複数拍の脈波信号と、人体圧迫部の圧力
    を検出する圧力検出手段から出力される脈波発生タイミ
    ングに同期する代表圧力値を入力として、最高血圧、最
    低血圧、平均血圧の少なくとも2つ、あるいは最高血圧
    のみに相関のある特徴量を抽出する脈波特徴量演算手段
    と、この脈波特徴量演算手段からの出力に基づいて、加
    圧目標値を決定する加圧目標値設定手段とを備えたこと
    を特徴とする電子血圧計。
  8. 【請求項8】前記脈波特徴量演算手段からの出力に基づ
    いて、減圧目標速度を演算する減圧速度演算手段を備
    え、前記加圧目標値設定手段は演算された減圧目標速度
    を演算パラメータに加えて加圧目標値を決定することを
    特徴とする請求項7記載の電子血圧計。
  9. 【請求項9】人体の少なくとも一部位の動脈を最高血圧
    より高く加圧した後、徐々に減圧する過程において血圧
    を決定する電子血圧計において、 加圧過程で発生する血管壁振動または動脈内の血液脈流
    を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段より得られた
    1拍または複数拍の脈波信号と、人体圧迫部の圧力を検
    出する圧力検出手段から出力される脈波発生タイミング
    に同期する代表圧力値を入力として、最高血圧、最低血
    圧、平均血圧の少なくとも2つ、あるいは最高血圧のみ
    を決定する血圧演算手段と、この血圧演算手段からの血
    圧値出力に基づいて、加圧目標値を決定する加圧目標値
    設定手段とを備えたことを特徴とする電子血圧計。
  10. 【請求項10】人体の少なくとも一部位の動脈を、流体
    加圧手段を用いて最高血圧より高く加圧した後、徐々に
    減圧する過程で血圧を決定するものであり、前記減圧の
    速度を流体の流量を調節して制御する流体圧力制御手段
    を備える電子血圧計において、 加圧中の圧迫力変化情報を検出する圧迫力変化情報検出
    手段と、この圧迫力変化情報を用いて、減圧開始時の特
    徴量の初期値を前記流体圧力制御手段に指示する速度制
    御初期値決定手段とを備えたことを特徴とする電子血圧
    計。
  11. 【請求項11】前記速度制御初期値決定手段は、加圧時
    の圧力上昇測定、加圧手段操作量から人体圧迫部の装着
    状態及び圧迫部位の生体的特性の情報が加味されたコン
    プライアンス測定手段で算出するコンプライアンスと、
    予め設定されている流体圧力制御手段の特性と、加圧終
    了圧力から減圧開始後、直ちに減圧目標速度に到達する
    よう流体圧力制御手段に与える初期値を決定することを
    特徴とする請求項10記載の電子血圧計。
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