JP2012139342A - Automatic blood pressure measuring apparatus - Google Patents
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- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Description
本発明は、生体の一部をカフを用いて圧迫したときに得られる脈拍同期波に基づいて該生体の血圧値を測定する自動血圧測定手段を備えた自動血圧測定装置に関し、特に、自律神経をトレーニングするための自律神経の活動状態を評価する機能を備えた自動血圧測定装置に関するものである。 The present invention relates to an automatic blood pressure measuring apparatus including an automatic blood pressure measuring unit that measures a blood pressure value of a living body based on a pulse synchronous wave obtained when a part of the living body is compressed using a cuff, and more particularly, an autonomic nerve. The present invention relates to an automatic blood pressure measurement apparatus having a function of evaluating an activity state of an autonomic nerve for training a baby.
一般に、生体の血圧値に対する自律神経による制御は、たとえば図１０に示すように観念されている。すなわち、先ず血圧値を圧受容器或いは伸展受容器が検出し、たとえば血圧値が高い場合は交感神経の活動を抑制するために血管中枢から出されるノルアドレナリンを抑制すると同時にアセチルコリンを増加させて、心臓の心拍数を低下させ且つ心筋の収縮力を弱めて拍出圧を低く且つ拍出量を少なくし、容量血管（静脈）の収縮を弱めて拡張を行うことにより還流量を増加させ、同時に、抵抗血管（抹消血管）の収縮を弱めて抹消血管抵抗を低くして血圧値を低下させる。このような生体の血圧制御システムにおいて、心拍数による制御の方が応答性が高く、従来では、その心拍数のゆらぎが生体の自律神経の活動状態を示すパラメータであると評価されていたが、血圧値のゆらぎは生体の自律神経の活動状態を示すパラメータとしては、それほど評価されていなかった。 In general, the control by the autonomic nerve for the blood pressure value of a living body is considered as shown in FIG. 10, for example. That is, first the blood pressure value is detected by the baroreceptor or the stretch receptor. For example, when the blood pressure value is high, in order to suppress the activity of the sympathetic nerve, norepinephrine released from the blood vessel center is suppressed and at the same time acetylcholine is increased. Decrease heart rate and weaken myocardial contraction force to lower stroke pressure and decrease stroke volume, weaken contraction of volumetric blood vessels (veins) and dilate to increase reflux volume and at the same time resist It weakens the contraction of blood vessels (peripheral blood vessels) to lower peripheral blood vessel resistance and lower blood pressure. In such a blood pressure control system of a living body, control by the heart rate has higher responsiveness, and conventionally, fluctuation of the heart rate has been evaluated as a parameter indicating an active state of the autonomic nerve of the living body. The fluctuation of the blood pressure value has not been evaluated as much as a parameter indicating the activity state of the autonomic nerve of the living body.
しかし、本発明者等は、血圧値は自律神経系の支配を受けて制御されており、基礎血圧値などの評価にはそのときの自律神経系の活動を示すパラメータを用いる必要があるために同時に記録することが必要であると考えるとともに、脳、環状動脈疾患のリスクを下げるために、自律神経系の活動、特に血圧を上昇させている交感神経系をコントロールして血圧を下げる訓練をすることができる装置を案出しようと考えた。 However, since the present inventors have controlled the blood pressure value under the control of the autonomic nervous system, it is necessary to use a parameter indicating the autonomic nervous system activity at that time for evaluation of the basal blood pressure value, etc. In order to reduce the risk of brain and ring arterial disease, training to lower blood pressure by controlling autonomic nervous system activity, particularly the sympathetic nervous system that increases blood pressure, is considered to be necessary to record simultaneously I wanted to devise a device that could do that.
これらに関し、副交感神経、交感神経の自律神経活動を心拍数のゆらぎ（経時的変動）を周波数スペクトラム解析し、それにより得られる周波数成分の大きさに基づいて評価する装置が従来知られていた。また、血圧変動については、観血法により測定された血圧のゆらぎ（変動）を周波数スペクトラム解析し、評価することが行われていた。しかし、観血法による血圧測定は１拍毎の血圧値が直接的且つ連続的に得られるが、医療資格を有する術者を必要とし、外来や家庭において一般的に用いることができるものには成り得なかった。 With respect to these, there has been conventionally known an apparatus that evaluates the parasympathetic nerve and the autonomic nervous activity of the sympathetic nerve based on the magnitude of the frequency component obtained by frequency spectrum analysis of fluctuation (time-dependent fluctuation) of the heart rate. Regarding blood pressure fluctuations, fluctuations (fluctuations) in blood pressure measured by the open blood method have been evaluated by frequency spectrum analysis. However, blood pressure measurement by the open blood method can directly and continuously obtain the blood pressure value for each beat, but it requires an operator with medical qualifications and can be generally used in an outpatient or home. I couldn't.
これに対して、上記１拍毎の血圧値を非観血法による連続血圧測定装置を用いて測定することが考えられる。たとえば特許文献１に記載されたものがそれである。
On the other hand, it is conceivable to measure the blood pressure value for each beat using a continuous blood pressure measuring device by a non-invasive method. For example, it is described in
しかしながら、上記のような連続血圧測定装置を用いて血圧値を連続的に得ようとする場合には、比較的抹消部位の血圧値であるために精度が比較的得られ難いことや、専用の複雑な測定系が必要となって自律神経評価装置が大型且つ高価となるなどの問題があった。 However, when trying to obtain a blood pressure value continuously using the continuous blood pressure measuring device as described above, it is relatively difficult to obtain accuracy because it is a blood pressure value of a peripheral region, There is a problem that a complicated measurement system is required and the autonomic nerve evaluation apparatus is large and expensive.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、血圧測定と同時に自律神経の活動状態を比較的高い精度で評価でき、自律神経の活動状態と血圧値との関係を体得できることにより自律神経の活動をコントロールする訓練を可能とする簡便な自動血圧測定装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to be able to evaluate the activity state of the autonomic nerve with a relatively high accuracy simultaneously with the blood pressure measurement. It is to provide a simple automatic blood pressure measurement device that enables training to control the activity of the autonomic nerve by acquiring the relationship with the blood pressure.
本発明者等は、以上の事情を背景として種々の実験を行った結果、心電図誘導波形を起点とし、血管系末梢部位の脈波形を遠位点とした計測において、生体の１拍毎に得られる脈波伝播時間ＰＷＴから換算された脈波伝播速度ＰＷＶ（＝Ｃ・Ｌ／ＰＷＴ、Ｃは血圧値換算定数）は、その生体１拍毎の血圧値と密接に相関して変動し、その脈波伝播時間の変動の周波数解析結果と生体１拍毎の血圧値変動の周波数解析結果とが同様の周波数スペクトラムをもたらすという点を見いだした。図１１には、本発明者等による実験結果であって、カテーテル等を用いる直接法により生体から実測された１拍毎の最高血圧値ＳＢＰが破線にて示され、生体から１拍毎に得られる脈波伝播時間ＰＷＴから換算された上記脈波伝播速度ＰＷＶが実線にて示されている。それら破線と実線とが同様の変化を示していることから、脈波伝播速度ＰＷＶは生体の血圧値と密接に相関していることが明らかである。本実験によるＰＷＴは、大動脈弁閉鎖から開放までの心室の収縮期の情報（心筋の収縮力）と脈波が伝播する動脈系の情報（末梢血管系の拡張、収縮）とを含んでおり、生体の血圧動揺と良く相関している。本発明はこの知見に基づいて為されたものである。 As a result of conducting various experiments on the background of the above circumstances, the present inventors have obtained for each beat of a living body in a measurement using an electrocardiogram-induced waveform as a starting point and a pulse waveform of a peripheral part of the vascular system as a distal point. The pulse wave velocity PWV converted from the pulse wave propagation time PWT (= C · L / PWT, C is a blood pressure value conversion constant) fluctuates in close correlation with the blood pressure value for each beat of the living body, It was found that the frequency analysis result of the fluctuation of the pulse wave propagation time and the frequency analysis result of the blood pressure value fluctuation for each beat of the living body give the same frequency spectrum. FIG. 11 shows experimental results by the present inventors, etc., in which the maximum blood pressure value SBP for each beat measured from the living body by a direct method using a catheter or the like is indicated by a broken line, and is obtained for each beat from the living body. The pulse wave velocity PWV converted from the measured pulse wave propagation time PWT is shown by a solid line. Since the broken line and the solid line indicate the same change, it is clear that the pulse wave velocity PWV is closely correlated with the blood pressure value of the living body. The PWT by this experiment includes information on the systole of the ventricle from the closing of the aortic valve to the opening (myocardial contraction force) and information on the arterial system through which the pulse wave propagates (dilation and contraction of the peripheral vasculature). Correlate well with blood pressure fluctuations in the body. The present invention has been made based on this finding.
すなわち、請求項１に係る発明の要旨とするところは、（ａ）生体の一部をカフを用いて圧迫したときに動脈から得られる心拍同期波に基づいて該生体の血圧値を測定する自動血圧測定手段を備えた自動血圧測定装置であって、（ｂ）前記生体の脈波伝播時間に関連する脈波伝播速度関連値を逐次検出する脈波伝播速度関連値検出手段と、（ｃ）前記生体の心拍周期に関連する心拍周期関連値を逐次検出する心拍周期関連値検出手段と、（ｄ）その心拍周期関連値検出手段により検出された心拍周期関連値のゆらぎを周波数解析して該ゆらぎの低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比を算出する心拍周期関連値周波数解析手段と、（ｅ）前記脈波伝播速度関連値検出手段により検出された脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値と、前記心拍周期関連値周波数解析手段により算出された心拍周期関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値とを出力する出力制御手段とを、含むことにある。
That is, the gist of the invention according to
また、請求項２に係る発明の要旨とするところは、請求項１に係る発明において、（ｆ）前記生体に装着する複数の電極を有し、該複数の電極に発生する信号に基づいて心電誘導波を出力する心電誘導装置と、前記生体の一部に装着されて該生体の動脈内を伝播する脈波を検出する脈波センサとを備え、（ｇ）前記脈波伝播速度関連値検出手段は、該心電誘導波に含まれるＲ波の発生時点からその脈波センサにより脈波が検出された発生時点までの時間差に基づいて脈波伝播速度関連値を検出するものであることにある。
The gist of the invention according to
また、請求項３に係る発明の要旨とするところは、請求項２に係る発明において、（ｈ）前記心電誘導装置の前記複数の電極の一部は、前記カフの内周面に配置されており、（ｉ）前記脈波センサは前記カフ内の圧力振動を用いて脈波を検出するものであることにある。
A gist of the invention according to
また、請求項４に係る発明の要旨とするところは、請求項２または３に係る発明において、（ｊ）前記心拍周期関連値検出手段は、前記心電誘導波に含まれるＲ波の発生時点間隔に基づいて心拍周期関連値を検出するものであることにある。
A gist of the invention according to
また、請求項５に係る発明の要旨とするところは、請求項１乃至４のいずれか１に係る発明において、（ｋ）前記出力制御手段は、前記脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値を示す軸と、前記心拍周期関連値周波数解析手段により算出された心拍周期関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値を示す軸とを含む二次元座標において、該脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値と該心拍周期関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値とを示す点を繰り返し表示出力するものであることにある。
The gist of the invention according to
また、請求項６に係る発明の要旨とするところは、請求項１乃至５のいずれか１の発明において、（ｌ）前記出力制御手段は、前記自動血圧測定手段による血圧測定時点からの、前記脈波伝播速度関連値の変化値、および、前記心拍周期関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の変化値とを示す点を算出し、所定の時間間隔で繰り返し表示出力するものであることを特徴とする。
The gist of the invention according to claim 6 is that, in the invention according to any one of
また、請求項７に係る発明の要旨とするところは、請求項１乃至６のいずれか１に係る発明において、（ｍ）前記自動血圧測定手段による血圧測定が実行された後であって、前記脈波伝播速度関連値検出手段により検出された脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値と前記心拍周期関連値周波数解析手段により算出された心拍周期関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値とが前記出力制御手段により予め設定された回数表示出力された後に、或いは予め設定された経過時間の経過後に、前記自動血圧測定手段による血圧測定を再度起動させる血圧測定再起動手段を、さらに含むことにある。
A gist of the invention according to claim 7 is that, in the invention according to any one of
また、請求項８に係る発明の要旨とするとろは、請求項１乃至７のいずれか１に係る発明において、（ｎ）前記脈波伝播速度関連値検出手段により検出された脈波伝播速度関連値のゆらぎを周波数解析して該ゆらぎの低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比を算出する脈波伝播速度関連値周波数解析手段を、含み、（ｏ）前記出力制御手段は、前記脈波伝播速度関連値検出手段により検出された脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値に代えて或いは加え、前記脈波伝播速度関連値周波数解析手段により算出された脈波伝播速度関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値を、前記心拍周期関連値周波数解析手段により算出された低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値と共に出力するものであり、（ｐ）前記脈波伝播速度関連値周波数解析手段および前記心拍周期関連値周波数解析手段は、測定中のそれぞれの区間を通してスペクトラム推定のモデルの次数を同一とすることにある。
The gist of the invention according to
請求項１に係る発明の自動血圧測定装置によれば、（ｂ）前記生体の脈波伝播時間に関連する脈波伝播速度関連値を逐次検出する脈波伝播速度関連値検出手段と、（ｃ）前記生体の心拍周期に関連する心拍周期関連値を逐次検出する心拍周期関連値検出手段と、（ｄ）その心拍周期関連値検出手段により検出された心拍周期関連値のゆらぎを周波数解析して該ゆらぎの低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比を算出する心拍周期関連値周波数解析手段と、（ｅ）前記脈波伝播速度関連値検出手段により算出された脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値と、前記心拍周期関連値周波数解析手段により算出された低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値とを出力する出力制御手段とを、含むことから、心拍周期関連値のゆらぎの周波数解析からは心臓の心拍数制御に関わる自律神経系の活動状態と、脈波伝搬速度関連値のゆらぎの周波数解析からは、心臓の収縮力制御に関わる自律神経系の活動状態と、動脈血管系の拡張および収縮による末梢血管抵抗の制御に関わる自律神経系の活動状態とを別々に把握できる。前記心拍周期関連値周波数解析手段により算出された高周波数成分のスペクトラムは副交感神経系の活動を反映し、低周波数成分のスペクトラムは交感神経系、副交感神経系両方の活動が可能な領域であるが、その周波数成分比をもって交感神経系の活動を反映する指標とすることができる。一方、前記脈波伝播速度関連値周波数解析手段により算出された高周波数成分のスペクトラムは心臓の前負荷の変動に起因した心筋の収縮力の変動を反映していると考えられ、副交感神経系の心臓の収縮力を制御する活動を反映し、低周波数成分のスペクトラムは脈波伝播速度関連値との比較により、動脈血管系の収縮による末梢血管抵抗の制御に関わる交感神経系の活動を容易に把握できる。これにより、生体の血圧値の動揺に関連する脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値と、生体の交感神経の動揺に対応する周波数成分比の所定時間区間内における変化値とを見ることで自律神経の活動状態を容易に把握できるので、被測定者の血圧測定時において自律神経の活動状態を小型且つ簡単な装置で評価でき、自律神経の活動状態と血圧値との関係を体得できることにより自律神経の活動をコントロールする訓練が可能となる。また、上記脈波伝播時間は、心臓から所定の部位までの中枢部位の情報を容易に得ることができることから、比較的高い精度で中枢の血圧値に対応する脈波伝播時間が得られる。
According to the automatic blood pressure measurement device of the invention of
ここで、生体の交感神経系の制御系としての応答は0.15Hz以下であり、生体の副交感神経系は0.4Hzまでは応答が可能であることが知られている。心拍数制御には交感神経系と副交感神経系の両方が関与しているが、心拍変動の0.40Hz以上の高周波成分のスペクトラムは副交感神経系の活動に対応しているが0.15Hz以下の低周波数成分のスペクトラムは両方が関与している可能性があり交感神経系の活動を特定できない。一方、血圧変動の末梢血管抵抗による制御は交感神経系により専ら行われており、その0.15Hz以下の低周波数成分のスペクトラムは交感神経系の活動に対応している。従って、請求項１に係る発明では、心拍周期関連値で示される心拍数変動、脈波伝播速度関連値で示される血圧変動の両方を測定する事が自律神経系の客観的評価することが可能となっている。
Here, it is known that the response as a control system of the biological sympathetic nervous system is 0.15 Hz or less, and the biological parasympathetic nervous system can respond up to 0.4 Hz. Heart rate control involves both the sympathetic and parasympathetic nervous systems, but the spectrum of high frequency components of heart rate variability above 0.40 Hz corresponds to the activity of the parasympathetic nervous system, but low frequencies below 0.15 Hz The spectrum of components may involve both and cannot identify sympathetic nervous system activity. On the other hand, control of blood pressure fluctuation by peripheral vascular resistance is performed exclusively by the sympathetic nervous system, and its low frequency component spectrum of 0.15 Hz or less corresponds to the activity of the sympathetic nervous system. Therefore, in the invention according to
また、請求項２に係る発明の自動血圧測定装置によれば、（ｆ）前記生体に装着する複数の電極を有し、該複数の電極に発生する信号に基づいて心電誘導波を出力する心電誘導装置と、前記生体の一部に装着されて該生体の動脈内を伝播する脈波を検出する脈波センサとを備え、（ｇ）前記脈波伝播速度関連値検出手段は、該心電誘導波に含まれるＲ波の発生時点からその脈波センサにより脈波が検出された発生時点までの時間差に基づいて脈波伝播速度関連値を検出するものであるので、心筋の収縮時点から脈波が脈波センサに到達するまでの脈波伝播速度関連値が容易に検出される。
According to the automatic blood pressure measurement device of the invention of
また、請求項３に係る発明の自動血圧測定装置によれば、（ｈ）前記心電誘導装置の前記複数の電極の一部は、前記カフの内周面に配置されており、（ｉ）前記脈波センサは前記カフ内の圧力振動を用いて脈波を検出するものであることから、生体にカフを装着することで同時に電極および脈波センサを装着することができ、装着作業が簡単となる。
According to the automatic blood pressure measurement device of the invention according to
また、請求項４に係る発明の自動血圧測定装置によれば、（ｊ）前記心拍周期関連値検出手段は、前記心電誘導波に含まれるＲ波の発生時点間隔に基づいて心拍周期関連値を検出するものであることから、脈波間隔からの場合に比較して、正確な心拍周期関連値が得られる。
According to the automatic blood pressure measurement device of the invention according to
また、請求項５に係る発明の自動血圧測定装置によれば、（ｋ）前記出力制御手段は、前記脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値を示す軸と、前記心拍周期関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値を示す軸とを含む二次元座標において、その脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値とその心拍周期関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値とを示す点を繰り返し表示出力するものであるので、数値表示や棒グラフ等の表示に比較して、自律神経の活動状態を正確に把握できる利点がある。
According to the automatic blood pressure measurement device of the invention according to
また、請求項６に係る発明の自動血圧測定装置によれば、請求項１乃至５のいずれか１の発明において、（ｌ）前記出力制御手段は、前記自動血圧測定手段による血圧測定時点からの、前記脈波伝播速度関連値のゆらぎの主周波数成分の変化値、および、前記心拍周期関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の変化値とを示す点を算出し、所定の時間間隔で繰り返し表示出力するものであることから、前回の血圧測定以後の自律神経の活動状態を容易に把握することができる。
According to the automatic blood pressure measurement device of the invention according to claim 6, in the invention of any one of
また、請求項７に係る発明の自動血圧測定装置によれば、（ｍ）前記自動血圧測定手段による血圧測定が実行された後であって、前記脈波伝播速度関連値検出手段により検出された脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値と前記心拍周期関連値周波数解析手段により算出された心拍周期関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値とが前記出力制御手段により予め設定された回数以上表示出力された後に、或いは予め設定された経過時間の経過後に、前記自動血圧測定手段による血圧測定を再度起動させる血圧測定再起動手段が、さらに含まれることから、自律神経の活動状態と血圧値との関係を繰り返し体得できるので、自律神経の活動をコントロールする訓練が容易となる。 According to the automatic blood pressure measurement device of the invention according to claim 7, (m) after the blood pressure measurement by the automatic blood pressure measurement means is executed and detected by the pulse wave velocity related value detection means Changes in pulse wave velocity related values within a predetermined time interval and changes in the frequency component ratio of the low frequency component and high frequency component of the cardiac cycle related value calculated by the heart rate related value frequency analysis means within the predetermined time interval A blood pressure measurement restarting means for restarting blood pressure measurement by the automatic blood pressure measuring means after the value is displayed and output by the output control means for a preset number of times or after a preset elapsed time, In addition, since the relationship between the activity state of the autonomic nerve and the blood pressure value can be obtained repeatedly, training for controlling the activity of the autonomic nerve becomes easy.
また、請求項８に係る発明の自動血圧測定装置によれば、（ｎ）前記脈波伝播速度関連値検出手段により検出された脈波伝播速度関連値のゆらぎを周波数解析して該ゆらぎの低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比を算出する脈波伝播速度関連値周波数解析手段を、含み、（ｏ）前記出力制御手段は、前記脈波伝播速度関連値検出手段により検出された脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値に代えて或いは加えて、前記脈波伝播速度関連値周波数解析手段により算出された脈波伝播速度関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値を、前記心拍周期関連値周波数解析手段により算出された低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値と共に出力するものであり、（ｐ）前記脈波伝播速度関連値周波数解析手段および前記心拍周期関連値周波数解析手段は、測定中のそれぞれの区間を通してスペクトラム推定のモデルの次数を同一とすることから、脈波伝播速度関連値周波数解析手段および前記心拍周期関連値周波数解析手段のスペクトラム推定の次数のとり方の相違による周波数解析スペクトラムでのパワーの大きさの相違が解消されるので、出力制御手段により出力される、脈波伝播速度関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値と心拍周期関連値周波数解析手段により算出された低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値との対比が正確となる利点がある。ここで、一般に、スペクトラム解析において汎用されるフーリェ法で得られるスペクトラムは解析的であるがスペクトラムに多数のピークが現れ有効なピークの判断が困難である。ＡＲ法及びＭＥＭ法はピークの検出に優れており、心拍動揺解析に良く用いられる。ＡＲ法及びＭＥＭ法は時系列データに依存してスペクトラム推定のモデルの次数が決定される。しかし、モデルの次数の取り方によってはスペクトラムのパワーに影響が現れることが分かった。このため、スペクトラムの変化やトレンドの監視、異なる種類のスペクトラム比較の精度を高めるためにスペクトラム推定のモデルの次数を共通とすることで、上記脈波伝播速度関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値と心拍周期関連値周波数解析手段により算出された低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値との対比が正確となるのである。
According to the automatic blood pressure measurement device of the invention according to
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において説明に用いる図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the drawings used for explanation in the following embodiments are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios, shapes, and the like of the respective parts are not necessarily drawn accurately.
図１は、本発明の一実施例である自律神経評価機能付の自動血圧測定装置１０の全体的な構成を説明する斜視図である。この自動血圧測定装置１０は、生体の一部たとえば上腕部に巻回されるカフ１２と、ＥＣＧ電極１４a 、１４b を含む複数のＥＣＧ電極１４と、本体１６の上面に設けられた複数のキーを有する入力キーボード１８と、本体１６の前面に設けられた画像表示器２０と、本体１６の側面に設けられた出力プリンタ２２とを備え、カフ１２が巻回され且つ複数のＥＣＧ電極１４が装着された生体の血圧を測定して血圧測定値ＢＰを画像表示器２０に表示させる一方で、その生体の自律神経の活動度の評価値として、脈波伝播速度関連値の変化値たとえば脈波伝播速度ＰＷＶの所定時間区間での変化値ΔＰＷＶと、心拍周期ＲＲＩのゆらぎを周波数解析したときに得られるたとえば０．７５乃至２Ｈｚ程度の周波数帯の低周波数成分とたとえば０．２５乃至０．３５Ｈｚ程度の周波数帯の高周波数成分との周波数成分比（ピークの高さ比、信号電力比）（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定区間或いは単位時間あたりの変化値（ΔＬＦ／ＨＦ）RRI とを示す点を、画像表示器２０の２次元座標内に順次表示させるとともに、必要に応じて出力プリンタ２２から出力させる。また、脈波伝播時間ＰＷＴのゆらぎを周波数解析したときに得られるたとえば０．７５乃至２Ｈｚ程度の周波数帯の低周波数成分とたとえば０．２５乃至０．３５Ｈｚ程度の周波数帯の高周波数成分との周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）PWT の所定区間或いは単位時間あたりの変化値（ΔＬＦ／ＨＦ）PWT と、上記変化値（ΔＬＦ／ＨＦ）RRI とを示す点を、画像表示器２０の2次元座標内に順次表示させるとともに、必要に応じて出力プリンタ２２から出力させる。
FIG. 1 is a perspective view illustrating the overall configuration of an automatic blood
図２は、上記自動血圧測定装置１０を構成する制御回路を説明するブロック線図である。図２において、自動血圧測定装置１０には、カフ１２へ空気を供給するための電動型の空気ポンプ２６と、そのカフ１２と空気ポンプ２６との間の配管に設けられてそのカフ１２内へ急速供給し、カフ１２内の圧力を所定の低下速度で低下制御し、カフ１２内の空気圧を急速排圧する圧力制御弁２８と、カフ１２内の圧迫圧力を検出するためにカフ１２と圧力制御弁２８との間の配管に設けられた圧力センサ３０とが設けられている。圧力センサ３０によって検出された圧力はＡ／Ｄ変換器３２を介して電子制御装置３４へ供給される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a control circuit constituting the automatic blood
電子制御装置３４は、良く知られたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース、外部記憶装置等を有する所謂マイクロコンピュータであって、予めＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、演算結果を画像表示器２０および出力プリンタ２２に、カフ１２から出力させる。入力キーボード１８は、入力されたキーに対応する信号たとえば起動／停止キーの操作に応答して起動／停止信号を電子制御装置３４へ供給する。心電誘導装置３６は、生体の心臓を挟む部位に装着或いは貼着される複数のＥＣＧ電極１４を備え、その生体の心電誘導波信号をＡ／Ｄ変換器３８を介して電子制御装置３４へ供給する。この心電誘導装置３６の前記複数のＥＣＧ電極１４の一部の電極１４b は、カフ１２の内周面に配置されているが、カフ１２とは独立に手或いは足に装着されてもよい。電子制御装置３４は、駆動制御回路４０を介して空気ポンプ２６を駆動するとともに圧力制御弁２８を制御する。また、電子制御装置３４は、駆動制御回路４２を介して画像表示器２０およびプリンタ２２を制御する。
The
図３は、上記電子制御装置３４の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。自動血圧測定手段５０は、生体の一部たとえば上腕部に装着されたカフ１２の圧力を最高血圧値よりも十分に高く予め設定された昇圧目標値まで急速昇圧させた後に所定の速度で徐速降圧させ、その徐速降圧の過程で圧力センサ３０の出力信号からバンドパスフィルタを通して得られる交流成分である心拍同期波（カフ１２内において心拍或いは脈拍に同期して発生する圧力振動信号：オシロメトリック信号）の大きさの変化に基づいてたとえばカフ１２内の圧力振動を示すカフ脈波の大きさの差分の最大値に基づいて生体の最高血圧値ＳＢＰおよび最低血圧値ＤＢＰを決定し、その最低血圧値ＤＢＰが決定されると、カフ１２の圧力を急速排圧させる。
FIG. 3 is a functional block diagram for explaining a main part of the control function of the
脈波伝播速度関連値検出手段５２は、たとえば心電誘導装置３６から出力される心電誘導波のＲ波の発生時点から、生体の一部に装着された脈波センサによる脈波の検出時点たとえば上腕に巻回されたカフ１２内の圧力振動の発生時点までの脈波伝播時間hbＰＷＴを脈波伝播速度関連値として逐次検出たとえば１拍毎或いは数拍毎に繰り返し検出する。この脈波伝播速度関連値とは、脈波伝播速度ＰＷＶに１対１に密接に関連するパラメータであり、上記脈波伝播時間hbＰＷＴのみならず脈波伝播速度（Ｌ／hbＰＷＴ、但しＬは生体の心臓から生体の上腕に巻回されたカフ１２までの伝播距離である）であってもよい。また、上記心臓から上腕までの脈波伝播時間hbＰＷＴは、心音マイクロホンにより検出された心音の発生時点からカフ１２内の圧力振動の発生時点までの時間差が計測されることによって検出されてもよい。また、上記カフ１２内の圧力振動の発生時点に代えて、耳たぶに装着される光電脈波センサ、指先に装着される指尖脈波センサ、或いは手首に装着される圧脈波センサによる脈波発生時点が用いられてもよい。カフ１２内の圧力振動の発生を検出する場合には、好適には、カフ１２内を所定圧たとえば予め設定された最低血圧値ＤＢＰより低い値とした状態で検出される。
The pulse wave velocity related value detection means 52 detects, for example, a pulse wave detection time from a pulse wave sensor attached to a part of a living body from a generation time of an R wave of the electrocardiographic induction wave output from the
脈波伝播速度関連値周波数解析手段５４は、上記脈波伝播速度関連値検出手段５２により検出された脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴを、算出する。また、脈波伝播速度関連値周波数解析手段５４は、上記脈波伝播速度関連値検出手段５２により検出された脈波伝播速度関連値のゆらぎ（変動）をスペクトラム推定のモデルを用いて周波数解析し、スペクトラム上に表れた、そのゆらぎの主周波数成分ＭＦおよびその大きさＰmfを算出する。この主周波数成分ＭＦの大きさとは、ピーク値の大きさであってもよいし、そのピークの面積に対応する信号電力（信号パワー）であってもよい。脈波伝播速度関連値周波数解析手段５４は、上記脈波伝播速度関連値検出手段５２により検出された生体の脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴのゆらぎを周波数解析してそのゆらぎの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）PWT を算出する。この脈波伝播速度関連値周波数解析手段５４による上記周波数解析手法について以下に説明する。
The pulse wave propagation speed related value frequency analysis means 54 calculates a change value ΔhbPWT within a predetermined time interval of the pulse wave propagation time (pulse wave propagation speed related value) hbPWT detected by the pulse wave propagation speed related value detection means 52. calculate. The pulse wave velocity related value frequency analyzing means 54 analyzes the fluctuation (variation) of the pulse wave velocity related value detected by the pulse wave velocity related value detecting means 52 using a spectrum estimation model. Then, the main frequency component MF of the fluctuation and its magnitude Pmf appearing on the spectrum are calculated. The magnitude of the main frequency component MF may be a peak value or a signal power (signal power) corresponding to the area of the peak. The pulse wave velocity related value frequency analyzing means 54 performs frequency analysis on the fluctuation of the body's pulse wave propagation time (pulse wave velocity related value) hbPWT detected by the pulse wave velocity related
ここで、上記脈波伝播速度関連値は１拍毎の不等間隔の時系列データ｛ｘ：x（t0），x（t1）,・・・, x（tn）｝であるので、この時系列データを２Ｈｚの等間隔データとしてLagrange法によりリサンプリングする｛ｘ（n）：x（Δt）,x（2*Δt）,・・・,x（n*Δt）;Δt=0.5[sec]｝。ＡＲ法により仮定されるスペクトラム推定のモデルは下記の数式１で示される。下記数式１において、ωn は白色ノイズである。なお、ＭＥＭ法ではガウス分布の白色ノイズが用いられる。
Here, since the pulse wave velocity related value is time-series data {x: x (t0), x (t1),..., X (tn)} for every beat, Resampling the series data as 2 Hz equidistant data by the Lagrange method {x (n): x (Δt), x (2 * Δt), ..., x (n * Δt); Δt = 0.5 [sec] }. The spectrum estimation model assumed by the AR method is expressed by the following
即ちデータｘ（n）がp次の自己回帰過程に従って生成される。実際のデータと上記モデルのp次の打ち切り誤差を白色ノイズωn で補完する。上記モデルで次数pを決定すると、ＡＲ係数ak がユールウォーカ方程式から決定できる。この結果推定されるスペクトラムは下記の数式２で示される。下記数式２において、σp 2 は白色ノイズωn の分散を表す。
That is, data x (n) is generated according to a p-th order autoregressive process. The actual data and the p-th order truncation error of the above model are complemented with white noise ω n . When the order p is determined by the above model, the AR coefficient a k can be determined from the Yulewalker equation. The spectrum estimated as a result is expressed by the following
ＡＲ法におけるモデルの次数pは通常単調減少する２乗予測誤差σi2 が減少しなくなった時点の次数として時系列データ毎に最適に選定される。実際は時系列データ間で決定される次数がかなり異なり、スペクトラムが大きく異なることが多い。このため本法では時系列データの相関時間、得られるスペクトラムの最低周波数LF0はある程度予測されているので、あらかじめ決定しておく手法を採用した。p=（1/Δt）*（1/LF0）。Δt=0.5[sec]、LF0=0.06[Hz]のときp=32に決定される。これを、一連の周波数解析に適用した。 The order p of the model in the AR method is optimally selected for each time series data as the order at the time when the square prediction error σi 2 that normally decreases monotonously no longer decreases. Actually, the orders determined between the time series data are considerably different, and the spectrum is often greatly different. Therefore correlation time of the time series data with this method, since the lowest frequency LF 0 of the resulting spectrum is predicted to some extent, and employs a method determined in advance. p = (1 / Δt) * (1 / LF 0 ). When Δt = 0.5 [sec] and LF 0 = 0.06 [Hz], p = 32 is determined. This was applied to a series of frequency analysis.
図４は周波数解析される１乃至２分の所定区間内の伝播時間hbＰＷＴのゆらぎを示し、図５はその所定区間内の伝播時間hbＰＷＴが周波数解析された後の周波数解析スペクトラムを示している。図５の周波数解析スペクトラムにおいて、０．２乃至０．３５Ｈｚの周波数帯域において主周波数成分ＭＦが示され、０．２８Ｈｚ付近にピーク値が示されている。上記伝播時間hbＰＷＴから算出される脈波伝播速度ＰＷＶ（＝Ｃ・Ｌ／hbＰＷＴ、Ｃは血圧値換算定数）も、上記図４および図５に示すものと同様の、ゆらぎおよび周波数スペクトラムを示す。 FIG. 4 shows fluctuations in the propagation time hbPWT within a predetermined interval of 1 to 2 minutes subjected to frequency analysis, and FIG. 5 shows a frequency analysis spectrum after the frequency analysis of the propagation time hbPWT within the predetermined interval. In the frequency analysis spectrum of FIG. 5, the main frequency component MF is shown in the frequency band of 0.2 to 0.35 Hz, and the peak value is shown in the vicinity of 0.28 Hz. The pulse wave velocity PWV (= C · L / hbPWT, where C is a blood pressure value conversion constant) calculated from the propagation time hbPWT also shows fluctuations and a frequency spectrum similar to those shown in FIGS.
心拍周期関連値検出手段５６は、たとえば心電誘導装置３６から出力される心電誘導波のＲ波の発生時点の間隔を求めることにより、生体の心拍周期ＲＲＩに関連する心拍周期関連値を逐次検出たとえば１拍毎或いは数拍毎に繰り返し検出する。この心拍周期関連値とは、心拍周期に１対１に密接に関連するパラメータであり、上記生体の心拍周期ＲＲＩのみならずカフ１２内の圧力振動の発生周期や別途設けられる脈波センサにより検出される脈拍の検出周期であってもよい。
The heartbeat cycle related value detection means 56 sequentially obtains the heartbeat cycle related value related to the heartbeat cycle RRI of the living body, for example, by obtaining the interval between the generation times of the R wave of the electrocardiogram induced wave output from the
心拍周期関連値周波数解析手段５８は、上記心拍周期関連値検出手段５６により検出された生体の心拍周期（心拍周期関連値）ＲＲＩのゆらぎを周波数解析してそのゆらぎの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI を算出する。図６は周波数解析される１分乃至２分程度の所定区間の生体の心拍周期ＲＲＩのゆらぎを示し、図７はその所定区間の生体の心拍周期ＲＲＩが周波数解析された後の周波数解析スペクトラムを示している。図７の０．４Ｈｚまでの周波数帯域の周波数解析スペクトラムにおいては２つのピークが示され、０．０５乃至０．２Ｈｚの周波数帯域において低周波数成分ＬＦが示され、０．２３乃至０．３５Ｈｚの周波数帯域において高周波数成分ＨＦが示されている。この心拍周期関連値周波数解析手段５８は、上記脈波伝播速度関連値周波数解析手段５４と同様のスペクトラム推定のモデル式と同様の次数とを用いて周波数解析を行う。 The heartbeat cycle related value frequency analysis means 58 performs frequency analysis on the fluctuation of the heartbeat cycle (heartbeat cycle related value) RRI of the living body detected by the heartbeat cycle related value detection means 56 and performs low frequency component LF and high frequency of the fluctuation. The frequency component ratio (LF / HF) RRI of the component HF is calculated. FIG. 6 shows the fluctuation of the heartbeat period RRI of the living body in a predetermined section of about 1 to 2 minutes subjected to frequency analysis, and FIG. 7 shows the frequency analysis spectrum after the frequency analysis of the heartbeat period RRI of the living body in the predetermined section. Show. In the frequency analysis spectrum of the frequency band up to 0.4 Hz in FIG. 7, two peaks are shown, a low frequency component LF is shown in the frequency band of 0.05 to 0.2 Hz, and 0.23 to 0.35 Hz. A high frequency component HF is shown in the frequency band. The heartbeat cycle related value frequency analyzing means 58 performs frequency analysis using the same model order of spectrum estimation as the pulse wave velocity related value frequency analyzing means 54 and the same order.
出力制御手段６０は、上記脈波伝播速度関連値検出手段５２により検出された脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴと、心拍周期関連値周波数解析手段５８により算出された心拍周期（心拍周期関連値）ＲＲＩのゆらぎの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とを、オペレータ或いは被測定者が同時に認識できるように、数値、グラフ、画像等の形態で画像表示器２０および／またはプリンタ２２へ共に出力する。出力制御手段６０は、たとえば図８に示すように、上記脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴを示す横軸６３と、心拍周期関連値周波数解析手段５８により算出された低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI を示す縦軸６４とを含む直交二次元座標において、その脈波伝播時間hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴと低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とを示す点（白丸印）Ｐn 、Ｐn+1 、Ｐn+2 を、１分乃至数分程度の周期で繰り返し表示出力する。上記所定時間区間は、たとえば自動血圧測定手段５０による血圧測定時点からの経過時間区間であり、上記の脈波伝播時間hbＰＷＴの変化値ΔhbＰＷＴと低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とは、自動血圧測定手段５０による血圧測定時点からの変化値（変化量）である。その変化値は、一定周期毎の変化量をそれまでの変化値に加えたものである。
The output control means 60 includes a change value ΔhbPWT within a predetermined time interval of the pulse wave propagation time (pulse wave propagation speed related value) hbPWT detected by the pulse wave velocity related value detection means 52, and a heartbeat cycle related value frequency analysis. Change value (dLF / HF) within a predetermined time interval of the frequency component ratio (LF / HF) RRI of the low frequency component LF and the high frequency component HF of fluctuation of the heart rate cycle (heart rate related value) RRI calculated by the
また、上記出力制御手段６０は、さらに、脈波伝播速度関連値５２により算出された生体の脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴのゆらぎの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）PWT の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）PWT と、心拍周期関連値周波数解析手段５８により算出された心拍周期ＲＲＩのゆらぎの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比ＬＦ／ＨＦの所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とを、オペレータ或いは被測定者が同時に認識できるように、数値、グラフ、画像等の形態で画像表示器２０および／またはプリンタ２２へ共に出力する。出力制御手段６０は、たとえば図８に示すように、上記脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内におけるゆらぎの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）PWT の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）PWT を示す横軸６３と、心拍周期関連値周波数解析手段５８により算出された低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI を示す縦軸６４とを含む直交二次元座標において、その脈波伝播時間hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴと低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）PWT の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）PWT とを示す点（黒丸印）Ｐn 、Ｐn+1 、Ｐn+2 を、１分乃至数分程度の周期で繰り返し表示出力する。
Further, the output control means 60 further includes a low-frequency component LF and a high-frequency component HF of fluctuation of the pulse wave propagation time (pulse wave velocity related value) hbPWT calculated by the pulse wave velocity related
血圧測定再起動手段６２は、自動血圧測定手段５０による血圧測定が実行された後であって、脈波伝播速度関連値検出手段５２により検出された脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴと、心拍周期関連値周波数解析手段５８により算出された低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とが、出力制御手段６０によって予め設定された回数以上出力された後、或いは自動血圧測定手段５０による血圧測定が実行されてからたとえば１０分程度の予め設定された時間が経過後に、自動血圧測定手段５０による血圧測定を再度起動させ、その血圧測定結果を、出力制御手段６０によって画像表示器２０或いはプリンタ２２に表示出力させる。
The blood pressure
図９は、上記電子制御装置３４の制御作動の要部を説明するためのフローチャートである。生体の上腕部にカフ１２が装着され且つ複数個のＥＣＧ電極１４が生体の所定位置に装着された状態で図示しない起動入力キーの操作によって自動血圧測定装置１０が起動されると、自動血圧測定手段５０に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略する）において、生体の血圧測定ルーチンが実行される。すなわち、空気ポンプ２６の作動下で圧力制御弁２８が制御されることにより、上腕部に装着されたカフ１２の圧力が最高血圧値よりも十分に高く予め設定された昇圧目標値まで急速昇圧させられた後に所定の速度で徐速降圧させられる。この徐速降圧の過程で圧力センサ３０の出力信号からバンドパスフィルタを通して得られる交流成分である心拍同期波（カフ１２内において心拍或いは脈拍に同期して発生する圧力振動信号：オシロメトリック信号）の大きさの変化に基づいてたとえばカフ１２内の圧力振動を示すカフ脈波の大きさの差分の最大値に基づいて生体の最高血圧値ＳＢＰおよび最低血圧値ＤＢＰが決定され、その最低血圧値ＤＢＰが決定されると、カフ１２の圧力を急速排圧させられる。
FIG. 9 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the
次いで、脈波伝播速度関連値検出手段５２および心拍周期関連値検出手段５６に対応するＳ２では、たとえば心電誘導装置３６から出力される心電誘導波のＲ波の発生時点から、生体の一部に装着された脈波センサによる脈波の検出時点たとえば上腕に巻回されたカフ１２内の圧力振動の発生時点までの脈波伝播時間hbＰＷＴが脈波伝播速度関連値としてたとえば１拍毎或いは数拍毎に繰り返し検出される。また、たとえば心電誘導装置３６から出力される心電誘導波のＲ波の発生時点の間隔が求められることにより、生体の心拍周期ＲＲＩに関連する心拍周期関連値がたとえば１拍毎或いは数拍毎に繰り返し検出される。
Next, in S2 corresponding to the pulse wave velocity related value detection means 52 and the heartbeat cycle related value detection means 56, for example, from the generation time of the R wave of the electrocardiographic induction wave output from the
続いて、脈波伝播速度関連値周波数解析手段５４および心拍周期関連値周波数解析手段５８に対応するＳ３では、上記Ｓ２により検出された脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴのゆらぎ（変動）が周波数解析されてたとえば０．２乃至０．３５Ｈｚの周波数帯域において発生するそのゆらぎの主周波数成分ＭＦおよびその大きさＰmfが算出される。また、上記Ｓ２により検出された生体の心拍周期（心拍周期関連値）ＲＲＩのゆらぎが周波数解析されてそのゆらぎのたとえば０．０５乃至０．２Ｈｚ程度の周波数帯域の低周波数成分ＬＦおよびたとえば０．２３乃至０．３５Ｈｚ程度の周波数帯域の高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI が、低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦのピーク値の比、或いは低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの面積比などとして算出される。 Subsequently, in S3 corresponding to the pulse wave propagation speed related value frequency analysis means 54 and the heartbeat cycle related value frequency analysis means 58, the fluctuation of the pulse wave propagation time (pulse wave propagation speed related value) hbPWT detected in S2 ( Fluctuation) is subjected to frequency analysis, and a fluctuation main frequency component MF generated in a frequency band of 0.2 to 0.35 Hz, for example, and its magnitude Pmf are calculated. Further, the fluctuation of the heartbeat period (heartbeat period-related value) RRI detected in S2 is subjected to frequency analysis, and the fluctuations of the low-frequency component LF in the frequency band of about 0.05 to 0.2 Hz, for example,. The frequency component ratio (LF / HF) RRI of the high frequency component HF in the frequency band of about 23 to 0.35 Hz is the ratio of the peak values of the low frequency component LF and the high frequency component HF, or the low frequency component LF and the high frequency component. It is calculated as an area ratio of HF.
次に、出力制御手段６０に対応するＳ４では、上記Ｓ３により検出された脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴと、心拍周期関連値周波数解析手段５８により算出された低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とが、オペレータ或いは被測定者が同時に認識できるように、数値、グラフ、画像等の形態で画像表示器２０および／またはプリンタ２２へ共に出力される。たとえば図８に示すように、上記脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴを示す軸６３と、心拍周期関連値周波数解析手段５８により算出された低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI を示す軸６４とを含む直交二次元座標において、その脈波伝播時間hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴと低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とを示す白丸表示の点Ｐn 、Ｐn+1 、Ｐn+2 が、１分乃至数分程度の周期で繰り返し表示されることにより出力される。同様に、脈波伝播時間hbＰＷＴのゆらぎの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）PWT の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）PWT と、低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とを示す黒丸表示の点Ｐn 、Ｐn+1 、Ｐn+2 が、１分乃至数分程度の周期で繰り返し表示されることにより出力される。
Next, in S4 corresponding to the output control means 60, the change value ΔhbPWT in the predetermined time interval of the pulse wave propagation time (pulse wave velocity related value) hbPWT detected in S3 and the heartbeat period related value frequency analysis means. The change value (dLF / HF) RRI within a predetermined time interval of the frequency component ratio (LF / HF) RRI between the low frequency component LF and the high frequency component HF calculated by 58 can be recognized simultaneously by the operator or the subject. As described above, the data is output to the
Ｓ５では、Ｓ１における血圧測定時点以後において、Ｓ２（脈波伝播速度関連値検出手段５２）により検出された脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴ、および、生体の脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴのゆらぎの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）PWT の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）PWT と、Ｓ３（心拍周期関連値周波数解析手段５８）により算出された低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とが、Ｓ４（出力制御手段６０）によって予め設定された回数以上出力されたか否か、或いは自動血圧測定手段５０による血圧測定が実行されてからたとえば１０分程度の予め設定された時間が経過したか否かが判断される。このＳ５の判断が否定されるうちは上記Ｓ２以下が繰り返し実行される。 In S5, a change value ΔhbPWT within a predetermined time interval of the pulse wave propagation time (pulse wave propagation speed related value) hbPWT detected by S2 (pulse wave propagation speed related value detecting means 52) after the blood pressure measurement time in S1. And a change value (dLF /) of the frequency component ratio (LF / HF) PWT of the low frequency component LF and the high frequency component HF of fluctuation of the pulse wave propagation time (pulse wave propagation velocity related value) hbPWT of the living body within a predetermined time interval HF) PWT and a change value (dLF /) within a predetermined time interval of the frequency component ratio (LF / HF) RRI of the low frequency component LF and the high frequency component HF calculated by S3 (heart rate related value frequency analysis means 58). HF) RRI is output for a predetermined number of times or more by S4 (output control means 60), or the blood pressure measurement by the automatic blood pressure measurement means 50 is performed. Whether preset time since the example of the order of 10 minutes to has elapsed. While the determination of S5 is negative, the above S2 and subsequent steps are repeatedly executed.
しかし、上記Ｓ５の判断が肯定されると、血圧測定再起動手段６２に対応するＳ６において、自動血圧測定手段５０による血圧測定を再度起動させ、その血圧測定結果を、出力制御手段６０によって画像表示器２０或いはプリンタ２２に表示出力させる。
However, if the determination in S5 is affirmed, the blood pressure measurement by the automatic blood pressure measurement means 50 is reactivated in S6 corresponding to the blood pressure
上述のように、本実施例の自動血圧測定装置１０によれば、生体の脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴを逐次検出する脈波伝播速度関連値検出手段５２と、生体の心拍周期（心拍周期関連値）ＲＲＩを逐次検出する心拍周期関連値検出手段５６と、その心拍周期関連値検出手段５６により検出された心拍周期関連値ＲＲＩのゆらぎを周波数解析してそのゆらぎの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI を算出する心拍周期関連値周波数解析手段５８と、脈波伝播速度関連値周波数解析手段５４により算出された脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴと心拍周期関連値周波数解析手段５８により算出された低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とを出力する出力制御手段６０とを、含むことから、生体の血圧値の動揺に関連する脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴと、生体の交感神経の動揺に対応する心拍周期（心拍周期関連値）ＲＲＩの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とを見ることで自律神経の活動状態を容易に把握できるので、被測定者の血圧測定時において自律神経の活動状態を小型且つ簡単な装置で評価でき、自律神経の活動状態と血圧値との関係を体得できることにより自律神経の活動をコントロールする訓練が可能となる。また、上記脈波伝播時間は、心臓から所定の部位までの中枢部位の情報を容易に得ることができることから、比較的高い精度で中枢の血圧値に対応する脈波伝播時間が得られる。ここで、心拍周期関連値のゆらぎの周波数解析からは心臓の心拍数制御に関わる自律神経系の活動状態と、脈波伝搬速度関連値のゆらぎの周波数解析からは、心臓の収縮力制御に関わる自律神経系の活動状態と、動脈血管系の拡張、収縮による末梢血管抵抗の制御に関わる自律神経系の活動状態とを別々に把握できる。前記心拍周期関連値周波数解析手段により算出された高周波数成分のスペクトラムは副交感神経系の活動を反映し、低周波数成分のスペクトラムは交感神経系、副交感神経系両方の活動が可能な領域であるが、その周波数成分比をもって交感神経系の活動を反映する指標とすることができる。一方、前記脈波伝播速度関連値周波数解析手段により算出された高周波数成分のスペクトラムは心臓の前負荷の変動に起因した心筋の収縮力の変動を反映していると考えられ、副交感神経系の心臓の収縮力を制御する活動を反映し、低周波数成分のスペクトラムは脈波伝播速度関連値との比較により、動脈血管系の収縮による末梢血管抵抗の制御に関わる交感神経系の活動を容易に把握できる。
As described above, according to the automatic blood
また、本実施例の自動血圧測定装置１０によれば、生体に装着する複数のＥＣＧ電極１４を有し、その複数のＥＣＧ電極１４に発生する信号に基づいて心電誘導波を出力する心電誘導装置３６と、生体の一部に装着されてその生体の動脈内を伝播する脈波を検出する脈波センサ（たとえばカフ１２）とを備え、脈波伝播速度関連値検出手段５２は、その心電誘導波に含まれるＲ波の発生時点からその脈波センサにより脈波が検出された発生時点までの時間差に基づいて脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴを検出するものであることから、心筋の収縮時点から脈波が脈波センサに到達するまでの脈波伝播速度関連値が容易に検出される。
Further, according to the automatic blood
また、本実施例の自動血圧測定装置１０によれば、心電誘導装置３６の複数のＥＣＧ電極１４の一部のＥＣＧ電極１４b は、カフ１２の内周面に配置されており、脈波センサとしてはカフ１２内の圧力振動を用いて脈波を検出するものであることから、生体にカフ１２を装着することで同時にＥＣＧ電極１４b および脈波センサを装着することができ、装着作業が簡単となる。
Further, according to the automatic blood
また、本実施例の自動血圧測定装置１０によれば、心拍周期関連値検出手段５６は、心電誘導装置３６から出力される心電誘導波に含まれるＲ波の発生時点間隔に基づいて心拍周期（心拍周期関連値）ＲＲＩを検出するものであることから、脈波間隔からの場合に比較して、正確な心拍周期（心拍周期関連値）ＲＲＩが得られる。
Further, according to the automatic blood
また、本実施例の自動血圧測定装置１０によれば、出力制御手段６０は、脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴを示す軸６３と、心拍周期（心拍周期関連値）ＲＲＩの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI を示す軸６４とを含む直交二次元座標において、その脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴとその心拍周期（心拍周期関連値）ＲＲＩの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とを示す点Ｐn を繰り返し表示出力するものであることから、数値表示や棒グラフ等の表示に比較して、自律神経の活動状態を正確に把握できる利点がある。
Moreover, according to the automatic blood
また、本実施例の自動血圧測定装置１０によれば、出力制御手段６０は、自動血圧測定手段５０による血圧測定時点からの脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴ、および、心拍周期（心拍周期関連値）ＲＲＩの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とを示す点Ｐn を算出し、所定の時間間隔で繰り返し表示出力するものであることから、前回の血圧測定以後の自律神経の活動状態を容易に把握することができる。
Further, according to the automatic blood
また、本実施例の自動血圧測定装置１０によれば、自動血圧測定手段５０による血圧測定が実行された後であって、脈波伝播速度関連値検出手段５２により検出された脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴと心拍周期関連値周波数解析手段５８により算出された心拍周期（心拍周期関連値）ＲＲＩの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とが出力制御手段６０により予め設定された回数以上表示出力された後に、或いは予め設定された経過時間を経過した後に、自動血圧測定手段５０による血圧測定を再度起動させる血圧測定再起動手段６２が、さらに含まれることから、自律神経の活動状態と血圧値との関係を繰り返し体得できるので、自律神経の活動をコントロールする訓練が容易となる。
Further, according to the automatic blood
また、本実施例の自動血圧測定装置１０によれば、脈波伝播速度関連値検出手段５２により検出された脈波伝播速度関連値のゆらぎを周波数解析してそのゆらぎの低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）PWT を算出する脈波伝播速度関連値周波数解析手段５４を、含み、出力制御手段６０は、その脈波伝播速度関連値周波数解析手段５４により算出された脈波伝播速度関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）PWT の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）PWT と、心拍周期関連値周波数解析手段５８により算出された低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とを共に出力するものであり、脈波伝播速度関連値周波数解析手段５４および心拍周期関連値周波数解析手段５８は、測定中のそれぞれの区間を通してスペクトラム推定のモデルの次数を同一とすることから、脈波伝播速度関連値周波数解析手段５４および心拍周期関連値周波数解析手段５８のスペクトラム推定の次数のとり方の相違による周波数解析スペクトラムでのパワーの大きさの相違が解消されるので、出力制御手段６０により出力される、脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）PWT の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）PWT と心拍周期関連値周波数解析手段５８により算出された心拍周期ＲＲＩのゆらぎの低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI との対比が正確となる利点がある。
Further, according to the automatic blood
なお、本実施例の自動血圧測定装置１０によれば、出力制御手段６０は、図８の横軸を共通の軸として、脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴと脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴのゆらぎの低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）PWT の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）PWT とを共に表示するものであったが、それら変化値ΔhbＰＷＴおよび変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）PWT の一方を表示するものであってもよい。また、出力制御手段６０は、図８に示す二次元図表を分離して、脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴの所定時間区間内における変化値ΔhbＰＷＴと心拍周期関連値周波数解析手段５８により算出された心拍周期（心拍周期関連値）ＲＲＩのゆらぎの低周波数成分ＬＦおよび高周波数成分ＨＦの周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とを示す二次元図表と、脈波伝播時間（脈波伝播速度関連値）hbＰＷＴのゆらぎの低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）PWT の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）PWT と心拍周期ＲＲＩのゆらぎの低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比（ＬＦ／ＨＦ）RRI の所定時間区間内における変化値（ｄＬＦ／ＨＦ）RRI とを示す二次元図表とを、別々の表示するものであってもよい。
According to the automatic blood
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
１０：自動血圧測定装置
１２：カフ（脈波センサ）
１４：ＥＣＧ電極（電極）
３６：心電誘導装置
５０：自動血圧測定手段
５２：脈波伝播速度関連値検出手段
５４：脈波伝播速度関連値周波数解析手段
５６：心拍周期関連値検出手段
５８：心拍周期関連値周波数解析手段
６０：出力制御手段
６２：血圧測定再起動手段
10: Automatic blood pressure measurement device 12: Cuff (pulse wave sensor)
14: ECG electrode (electrode)
36: ECG device 50: Automatic blood pressure measuring means 52: Pulse wave velocity related value detecting means 54: Pulse wave velocity related value frequency analyzing means 56: Heart cycle related value detecting means 58: Heart rate related value frequency analyzing means 60: Output control means 62: Blood pressure measurement restarting means
Claims (8)
前記生体の脈波伝播速度に関連する脈波伝播速度関連値を逐次検出する脈波伝播速度関連値検出手段と、
前記生体の心拍周期に関連する心拍周期関連値を逐次検出する心拍周期関連値検出手段と、
該心拍周期関連値検出手段により検出された心拍周期関連値のゆらぎを周波数解析して該ゆらぎの低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比を算出する心拍周期関連値周波数解析手段と、
前記脈波伝播速度関連値検出手段により検出された脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値と、前記心拍周期関連値周波数解析手段により算出された低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値とを共に出力する出力制御手段と
を、含むことを特徴とする自動血圧測定装置。 An automatic blood pressure measurement device comprising automatic blood pressure measurement means for measuring a blood pressure value of a living body based on a heartbeat synchronous wave obtained from an artery when a part of the living body is compressed using a cuff,
A pulse wave velocity related value detection means for sequentially detecting a pulse wave velocity related value related to the pulse wave velocity of the living body;
A cardiac cycle related value detecting means for sequentially detecting a cardiac cycle related value related to the cardiac cycle of the living body;
A heartbeat cycle-related value frequency analysis means for calculating a frequency component ratio of a low frequency component and a high frequency component of the fluctuation by frequency analysis of fluctuation of the heartbeat cycle related value detected by the heartbeat cycle related value detection means;
The change value of the pulse wave velocity related value detected by the pulse wave velocity related value detecting means within a predetermined time interval, and the frequency of the low frequency component and the high frequency component calculated by the heartbeat cycle related value frequency analyzing means And an output control means for outputting together the change value of the component ratio within a predetermined time interval.
前記脈波伝播速度関連値検出手段は、該心電誘導波に含まれるＲ波の発生時点から前記脈波センサによる脈波の検出時点までの時間差に基づいて脈波伝播速度関連値を検出するものであることを特徴とする請求項１の自動血圧測定装置。 An electrocardiographic guidance device having a plurality of electrodes to be attached to the living body and outputting an electrocardiogram-induced wave based on a signal generated at the plurality of electrodes; and an intracardiac artery attached to a part of the living body A pulse wave sensor for detecting a pulse wave propagating through the
The pulse wave velocity related value detecting means detects the pulse wave velocity related value based on a time difference from the time when the R wave included in the electrocardiogram induced wave is generated to the time when the pulse wave is detected by the pulse wave sensor. The automatic blood pressure measuring device according to claim 1, wherein
前記脈波センサは前記カフ内の圧力振動を用いて脈波を検出するものであることを特徴とする請求項２の自動血圧測定装置。 At least a part of the plurality of electrodes of the electrocardiographic induction device is disposed on an inner peripheral surface of the cuff,
3. The automatic blood pressure measuring apparatus according to claim 2, wherein the pulse wave sensor detects a pulse wave using pressure vibration in the cuff.
前記出力制御手段は、前記脈波伝播速度関連値検出手段により検出された脈波伝播速度関連値の所定時間区間内における変化値に代えて或いは加えて、前記脈波伝播速度関連値周波数解析手段により算出された脈波伝播速度関連値の低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値を、前記心拍周期関連値周波数解析手段により算出された低周波数成分および高周波数成分の周波数成分比の所定時間区間内における変化値と共に出力するものであり、
前記脈波伝播速度関連値周波数解析手段および前記心拍周期関連値周波数解析手段は、測定中のそれぞれの区間を通してスペクトラム推定のモデルの次数を同一とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１の自動血圧測定装置。 The pulse wave velocity related value frequency for calculating the frequency component ratio of the low frequency component and the high frequency component of the fluctuation by frequency analysis of the fluctuation of the pulse wave velocity related value detected by the pulse wave velocity related value detecting means Including analysis means,
The output control means, instead of or in addition to a change value of the pulse wave velocity related value detected by the pulse wave velocity related value detecting means within a predetermined time interval, the pulse wave velocity related value frequency analyzing means. The change value of the frequency component ratio of the low-frequency component and the high-frequency component of the pulse wave propagation velocity-related value calculated by the above in a predetermined time interval is obtained by using the low-frequency component and the high-frequency calculated by the heartbeat cycle-related value frequency analysis means. It is output together with the change value in the predetermined time interval of the frequency component ratio of the component,
8. The pulse wave propagation velocity related value frequency analysis means and the heartbeat cycle related value frequency analysis means make the order of the spectrum estimation model the same throughout each section being measured. 1 automatic blood pressure measuring device.
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