JP2013202176A - 電子血圧計 - Google Patents

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Abstract

【課題】脈間隔変動があったり、脈圧が小さい被測定者であっても、短い測定時間で正確に血圧値を測定することが可能な電子血圧計を提供することを目的とする。
【解決手段】カフ内の圧力を検出する圧力検出手段と、今回の測定時に圧力検出手段で検出された圧力データに基づいて脈波を検出する脈波検出手段31と、脈波検出手段による検出データに基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出手段35と、脈波検出手段による検出データ及び脈拍数算出手段によって算出された脈拍数に基づいて目標加圧速度を決定する目標加圧速度決定手段42と、決定された目標加圧速度を次回の測定に利用するために被測定者毎に記憶する記憶手段43を有する。
【選択図】図3

Description

本発明は電子血圧計に関し、特に被測定者の被測定部位にカフを固定して血圧を自動測定する電子血圧計に関する。
被測定部位に取り付けられたカフを加圧し、最高血圧値が測定できたと判断するまでの加圧過程において、被測定者の心拍に同期して動脈から発生する脈波に基づいて被測定者の血圧を測定する電子血圧計が知られている(例えば、特許文献1参照)。
上記の電子血圧計では、更に、最低血圧値を正確に測定するために、低圧側ではゆっくりとした加圧速度でカフを加圧し、高圧側では加圧速度を早くして、トータルの測定時間を短くするように加圧制御がなされている。また、減圧過程での測定が不要であるので、減圧過程で測定を行う方式の電子血圧計に比べて、測定時間をより早くすることができる。
しかしながら、上記の電子血圧計では、脈間隔の変動がある場合又は脈圧が小さい場合には、血圧値の測定精度の悪化、又は血圧値を決定することができない場合があるという不具合があった。なお、脈間隔の変動が生じる場合としては、期外収縮等の不整脈があった場合、脈が小さくて検出できなかった場合、被測定部位(手首又は上腕部等)が動いたことによる圧力変化を脈と誤検知した場合等が考えられる。
特開平10−314132号公報
本発明は、上記の課題を解決することを可能とする電子血圧計を提供することを目的とする。
また、本発明は、脈間隔の変動がある場合又は脈圧が小さい場合であっても、短い測定時間で正確に血圧値を測定することが可能な電子血圧計を提供することを目的とする。
本発明に係る電子血圧計は、カフ内の圧力を検出する圧力検出手段と、今回の測定時に前記圧力検出手段で検出された圧力データに基づいて脈波を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段による検出データに基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出手段と、脈波検出手段による検出データ及び前記脈拍数算出手段によって算出された脈拍数に基づいて目標加圧速度を決定する目標加圧速度決定手段と、決定された目標加圧速度を次回の測定に利用するために被測定者毎に記憶する記憶手段を有することを特徴とする。
さらに、本発明に係る電子血圧計では、脈波検出手段が出力する検出データは脈波開始圧力と検出脈波数であることが好ましい。
さらに、本発明に係る電子血圧計では、検出脈波数が所定値未満の場合に、再測定を指示する判定手段を更に有することが好ましい。
さらに、本発明に係る電子血圧計では、目標加圧速度決定手段は、決定された目標加圧速度が上限値より大きい場合には目標加圧速度を当該上限値に設定し、決定された目標加圧速度が下限値未満の場合には目標加圧速度を当該下限値に設定することが好ましい。
さらに、本発明に係る電子血圧計では、目標加圧速度決定手段は、決定された目標加圧速度が、今回の測定に利用された加圧速度より予め定められた閾値より大きい場合には、目標加圧速度に所定値を設定することが好ましい。
本発明に係る電子血圧計では、脈拍の欠損又は脈圧が小さい被測定者であっても、短い測定時間で正確に血圧値を測定することが可能となった。
本発明に係る電子血圧計の一例を示す斜視図である。 図1に示す電子血圧計10の構成を示す概略ブロック図である。 目標加圧速度設定手段40の構成を示す概略ブロック図である。 血圧測定の全体処理フローの一例を示す図である。 圧力検出手段23が検出する圧力データの一例を示す図である。 脈拍数算出手段35における脈拍数算出手順の一例を示す図である。 目標加圧速度設定手段40が目標加圧速度を設定するフローの一例を示す図である。 目標加圧速度設定手段40が目標加圧速度を設定するフローの他の例を示す図である。
以下図面を参照して、電子血圧計について説明する。しかしながら、本発明が、図面又は以下に記載される実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。
図1は、本発明に係る電子血圧計の一例を示す斜視図である。
電子血圧計10は、血圧計本体20及びカフ50から構成される。カフ50には、不図示の空気袋が内蔵され、所定のベルトによって被測定者の被測定部(例えば、手首又は上腕部)に固定される。図1では、手首に装着するタイプの電子血圧計を示しているが、それに限定されるものではない。また、血圧計本体20には、少なくとも、最大血圧値及び最低血圧値を表示するための液晶表示パネル等から構成される表示手段21、測定の開始/停止を指示するためのスイッチ22−1及び被測定者を選択するための選択スイッチ22−2を含む操作手段22を有している。
図2は、図1に示す電子血圧計10の構成を示す概略ブロック図である。
血圧計本体20は、前述した表示手段21及び操作手段22、カフ50内の圧力を計測するセンサを含む圧力検出手段23、カフ50に空気を送り込むことによってその内部の圧力を加圧するモータ式のポンプを含む加圧手段24、カフ50内の空気を排気する排気弁を含む急速排気手段25、カフ50と圧力検出手段23、加圧手段24及び急速排気手段25とを接続するチューブ26、及び制御部30等から構成されている。
制御部30は、圧力検出手段23の圧力データから被測定者の脈波等を検出する脈波検出手段31、加圧手段24の加圧速度を制御する加圧制御手段32、急速排気手段25を制御する排気制御手段33、表示手段21の表示制御を行う表示制御手段34、脈波検出手段31からの検出データに基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出手段35、脈波検出手段31からの検出データに基づいて血圧値を決定する血圧値決定手段36、脈波数に基づく判定を行う脈拍数判定手段37、及び、後述する目標加圧速度設定手段40等を含んでいる。
制御部30は、CPU、RAM及びROM等を含んだ制御回路として構成されており、上述した脈波検出手段31、加圧制御手段32、排気制御手段33、表示制御手段34、脈拍数算出手段35、血圧値決定手段36、脈拍数判定手段37、及び、目標加圧速度設定手段40は、ROM等に予め記憶された所定の機能を果たすソフトウエアモジュールとして構成されている。しかしながら、脈波検出手段31、加圧制御手段32、排気制御手段33、表示制御手段34、脈拍数算出手段35、血圧値決定手段36、脈拍数判定手段37、及び、目標加圧速度設定手段40を、所定のハードウエアのみから構成しても良いし、ハードウエア及びソフトウエアから構成するようにしても良い。
図3は、目標加圧速度設定手段40の構成を示す概略ブロック図である。
目標加圧速度設定手段40は、脈波検出手段31が検出する検出データを記憶する検出データ記憶手段41、検出データ記憶手段41が記憶する検出データ及び脈拍数算出手段35が算出する脈拍数等に基づいて目標加圧速度を決定する目標加圧速度決定手段42、目標加圧速度決定手段42で決定された目標加圧速度を記憶する目標加圧速度記憶手段43、操作手段22に含まれるスイッチが長押しされたことを判定するスイッチ長押し判定手段44、及び、スイッチ長押し判定手段44が長押しを判定した場合に、目標加圧速度を初期化する目標加圧速度初期化手段45等を含んでいる。
上述した検出データ記憶手段41、目標加圧速度決定手段42、目標加圧速度記憶手段43、スイッチ長押し判定手段44、及び、目標加圧速度初期化手段45は、制御部30のROM等に予め記憶された所定の機能を果たすソフトウエアモジュールとして構成されている。しかしながら、検出データ記憶手段41、目標加圧速度決定手段42、目標加圧速度記憶手段43、スイッチ長押し判定手段44、及び、目標加圧速度初期化手段45は、所定のハードウエアのみから構成しても良いし、ハードウエア及びソフトウエアから構成するようにしても良い。
図4は、血圧測定の全体処理フローの一例を示す図である。図4に示す処理フローは、制御部30のROMに予め記録されているプログラムに従って、制御部30のCPUが主に実行する。
血圧測定に際して、被測定者は、カフ50を手首に装着し、スイッチ22−2を用いて、被測定者を選択した上で、スイッチ22−1を用いて、測定開始を指示する。
最初に、目標加圧速度設定手段40は、選択された被測定者の目標加圧速度(Vrefnext mmHg/sec)を、今回、加圧制御手段32を制御するための目標加圧速度(Vref mmHg/sec)として設定する(S10)。
次に、排気制御手段33が、急速排気手段25の排気弁をクローズして、カフ50を加圧できる状態とする(S11)。
次に、加圧制御手段32によって加圧手段24を制御し、カフ50内に空気を送り込むことによって、カフ50内の加圧を開始する(S12)。
次に、目標加圧速度設定手段40のスイッチ長押し判定部44が、スイッチ22−1が長押しされているかの判定を行う(S13)。長押し(例えば、連続2秒間の押圧)されていれば、Vrefに、加圧速度の初期値(Vrefint mmHg/sec)を設定する(S14)。長押しがされていない場合には、そのまま次のステップ15へ進む。
本フローでは、設定を初期化したい場合の指示方法として、スイッチ22−1が長押しされている場合を選択しているが、他の方法、スイッチ22−1及び22−2を同時に押圧する等を、設定を初期化したい場合の指示方法としても良い。なお、設定を初期化するか否かの判断ステップは、ステップ11の前等に実行されるようにしても良い。
次に、加圧制御手段32は、加圧速度が目標加圧速度Vrefに等しくなるように加圧手段24を制御する(S15)。血圧値決定手段36は、脈波検出手段31からの検出データに基づいて血圧の測定を実施する(S16)。血圧測定が終了するまで、ステップ15及びステップ16が繰り返される(S17)。なお、血圧値の測定について後述する。
血圧測定が終了すると、加圧制御手段32が、加圧手段24を制御してカフ50内への加圧を終了し(S18)、排気制御手段33が、急速排気手段25の排気弁をオープンして、カフ50内の空気を急速排気する(S19)。
次に、脈拍数算出手段35が、脈波検出手段31からの検出データに基づいて、脈拍数を算出する(S20)。脈拍数の算出については、図6を用いて、詳しく説明する。
次に、目標加圧速度設定手段40は、脈波検出手段31からの検出データ、及び脈拍数算出手段35が算出した脈拍数等に基づいて、当該被測定者の次回の目標加圧速度を決定し、Vrefnextとして記憶する(S21)。次回の目標加圧速度の決定については、図7及び8を用いて説明する。
次に、脈波数判定手段37は、脈波検出手段31が検出した検出脈波数Nが、予め定められた所定数(Np)未満であるか否かの判断を行い(S22)、Np未満の場合には、再測定を実施する。Npは、血圧測定の精度を担保するのに必要な検出脈波数であって、血圧測定の方式等によって異なるが、例えば、6回と設定することが可能である。
検出脈波数NがNp以上の場合には、予め定められた精度以上で、血圧値(少なくとも、最高血圧値及び最低血圧値)が測定できたものと見なし、表示制御手段34は、表示手段21を制御して測定結果を表示し(S23)、一連のフローを終了する。
図4に示す処理フローに従って、一度測定を行った被測定者に合った、目標加圧速度(Vrefnext)が決定及び記憶されるので、次に同じ被測定者が測定を行った場合には、最適且つ最短で血圧測定を行うことが可能となる。上記の処理フローは、電子血圧計は所定グループの被測定者の測定に定常的に利用される場合が多い、との前提に立って考慮されたものである。したがって、被測定者毎の目標加圧速度(Vrefnext)は、通常であれば、4名程度分記録できるようにしておけば良い。しかしながら、更に多くの被測定者グループで1つの電子血圧計を相互に利用する場合には、所定のメモリを設けて、記憶容量を増加させることが可能である。
図5は、圧力検出手段23が検出する圧力データの一例を示す図である。
図5において、加圧曲線60は、加圧速度が速い場合を示し、加圧曲線70は、加圧速度が遅い場合を示している。加圧曲線60における点P1〜P8は、検出された各脈波の脈波開始圧力を示している。同様に、加圧曲線70における点Q1〜Q13は、検出された各脈波の脈波開始圧力を示している。
図中、Rは、加圧終了圧力を示しており、図4の処理フローのステップ17では、加圧制御手段33は、圧力検出手段23が検出する圧力データが、加圧終了圧力Rとなった場合に、血圧測定を終了するように制御がなされている。加圧曲線60では、加圧終了圧力Rに到達する前に、脈波検出手段31は、8回の脈波を検出し、加圧曲線70では、13回の脈波を検出している。加圧終了圧力Rは、決定された最高血圧値に応じて設定され、例えば、最高血圧値+40mmHgに設定することができるが、他の値としても良い。
血圧値決定手段36は、図5に示す様な圧力データに基づく、脈波検出手段31の検出データ(検出された各脈波の開始圧力値及びその測定時間)に基づいて、オシロメトリック法を利用して、最大血圧値及び最小血圧値を決定して、表示手段21に表示するようにしている。ここでは、脈波検出手段31が6回以上の脈波を検出できれば、所定の精度で、最大血圧値及び最小血圧値を決定できるものとして、図4の処理フローのステップS22におけるNpを6に設定している。
図6は、脈拍数算出手段35における脈拍数算出フローの一例を示す図である。図6に示すフローは、図4に示すフローのステップS20における処理を詳細に説明するものである。
最初に、脈拍数算出手段35は、脈波検出手段31の検出データ(検出された各脈波の開始圧力値及びその測定時間)に基づいて、検出脈波数N及び脈間隔Tiを取得する(S30)。図5において、加圧曲線60における脈間隔T1〜T7を示す。加圧曲線60の場合、検出脈波数Nは8である。
次に、脈拍数算出手段35は、平均脈波間隔Tmを、ステップS30で取得したTiから算出し(S31)、S=0、j=0及びi=0と設定する(S32)。ここで、Sは、脈間隔の合計値に相当する。
次に、脈拍数算出手段35は、TiとTmの差分の絶対値が、Tmに係数β(0<β<1)を乗じた値β・Tm以下か否かの判断を行う(S33)。ステップS33の判断は、脈間隔Tiが、平均脈間隔Tmより著しく異なった場合には、不整脈や誤検知によるものと判断して、脈拍数の算出から除くためのものである。
脈拍数算出手段35は、TiとTmの差分の絶対値が、値β・Tm以下の場合には、正常範囲と見なして、SをS+Tiで置き換え、jをj+1で置き換えるようにする(S34)。TiとTmの差分の絶対値が、値β・Tmより大きい場合には、Tiを異常値と見なして、Sに加えず、次のステップに進む。
次に、脈拍数算出手段35は、iをi+1で置き換え(S35)、置き換えられたiが、(N−1)以下か否かの判断を行い(S36)、そうでない場合には、ステップ32へ戻るようにする。即ち、ステップS32〜ステップS36では、ステップS30で検出された検出脈波数Nに対応する全ての脈間隔が、それぞれ正常範囲内か否かの判断を行い、正常範囲と見なされた脈間隔の全てを合算している。
最後に、脈拍数算出手段35は、以下の式(1)にしたがって、脈拍数Bを求める(S37)。
B = 60・j/S (1)
ここで、jは、正常範囲と見なされた脈間隔の数を表し、Sは、正常範囲と見なされた脈間隔の全てを合算した値を表している。
なお、図6に示す脈拍数の算出方法は一例であって、脈拍数Bと検出脈波数Nを出力することができれば、他の算出方法を採用することも可能である。
図7は、目標加圧速度設定手段40が目標加圧速度を設定するフローの一例を示す図である。図7に示すフローは、図4に示すフローのステップS21における処理を詳細に説明するものである。
最初に、検出データ記憶手段41が、脈波検出手段31からの検出データに基づいて、最後に検出した脈波の脈波開始圧力Pmax(図5に示す加圧曲線60ではP8に対応した圧力)、最初に検出した脈波の脈波開始圧力Pmin(図5に示す加圧曲線60ではP1に対応した圧力)を取得して記憶する。また、目標加圧速度決定手段42が、脈拍数算出手段35より、図6のフローに基づいて求めた脈拍数Bを取得する(S40)。
次に、目標加圧速度決定手段42は、ステップS40で取得した、Pmax、Pmin、B及びNpから以下の式(2)に基づいて、目標加圧速度(Vrefnext)を求める(S41)。
Vrefnext = (Pmax−Pmin)・B/(60・Np) (2)
上記の式(2)によって求められたVrefnextは、今回測定した圧力データと同様な圧力データが次回も得られた場合に、血圧測定に必要な数の脈波が、最も効率的(最も短時間で)取得できるような加圧速度を示したものである。
次に、目標加圧速度決定手段42は、ステップS41で決定したVrefnextが、予め定められている目標加圧速度の上限値(Vrefmax)より大きいか否かの判断を行い(S42)、大きい場合には、VrefnextにVrefmaxを設定する(S43)。
ステップS42において、Vrefnextが、Vrefmax以下の場合には、次に、目標加圧速度決定手段42は、ステップS41で決定したVrefnextが、予め定められている目標加圧速度の下限値(Vrefmin)未満か否かの判断を行い(S44)、未満の場合には、VrefnextにVrefminを設定する(S45)。
最後に、目標加圧速度決定手段42は、Vrefnextを目標加圧速度記憶手段43に記憶して(S46)、一連の処理を終了する。即ち、図7に示す処理フローでは、目標加圧速度決定手段42は、必ず、予め定められた上限値及び下限値の範囲内で、Vrefnextを設定し、記憶することとなる。
ステップS46で記憶されたVrefnextは、図4に示すフローのS10においてVrefに設定され、その値に基づいて、加圧制御手段32が加圧手段24を制御して、カフ50内の圧力を制御することとなる。加圧手段24は、例えば、カフ50内へ空気を送り込むモータ式のポンプの駆動電圧を制御して、加圧速度を調整している。
図8は、目標加圧速度設定手段40が目標加圧速度を設定するフローの他の例を示す図である。図8に示すフローは、図7に示したフローの代わりに、図4に示すフローのステップS21における処理として利用することができる。
最初に、検出データ記憶手段41が、脈波検出手段31より、最後に検出した脈波の脈波開始圧力Pmax(図5に示す加圧曲線60ではP8に対応した圧力)、最初に検出した脈波の脈波開始圧力Pmin(図5に示す加圧曲線60ではP1に対応した圧力)を取得して記憶する。また、目標加圧速度決定手段42が、脈拍数算出手段35より、図6のフローに基づいて求めた脈拍数Bを取得する(S50)。
次に、目標加圧速度決定手段42は、ステップS50で取得した、Pmax、Pmin、B及びNpから以下の式(2)に基づいて、目標加圧速度(Vrefnext)を求める(S51)。
Vrefnext = (Pmax−Pmin)・B/(60・Np) (2)
上記の式(2)によって求められたVrefnextは、今回測定した圧力データと同様な圧力データが次回も得られた場合に、血圧測定に必要な数の脈波が、最も効率的(最も短時間で)に取得できるような加圧速度を示したものである。
次に、目標加圧速度決定手段42は、ステップS51で求めたVrefnextが、今回の測定で利用した目標加圧速度(Vref)に閾値αを加算した値より大きいか否かの判断を行う(S52)。大きい場合には、Vrefnextを、Vref+αで置き換え(S53)、大きくない場合には、そのままのVrefnextを利用する。
ステップS51で決定した次回に利用するための目標加圧速度(Vrefnext)が、今回利用した目標加圧速度(Vref)よりも著しく大きい場合には、決定した値を利用せずに、予め定めた閾値αだけ大きい値を利用しようとするものである。即ち、一度に、余り大きく変化させずに、一回の変動分を閾値αに制限している。
次に、目標加圧速度決定手段42は、ステップS51又はS52で求めたVrefnextが、予め定められている、目標加圧速度の上限値(Vrefmax)より大きいか否かの判断を行い(S54)、大きい場合には、VrefnextにVrefmaxを設定する(S55)。
ステップS54において、Vrefnextが、Vrefmax以下の場合には、次に、目標加圧速度決定手段42は、ステップS51又は53で求めたVrefnextが、予め定められている目標加圧速度の下限値(Vrefmin)未満か否かの判断を行い(S56)、未満の場合には、VrefnextにVrefminを設定する(S57)。
最後に、目標加圧速度決定手段42は、Vrefnextを目標加圧速度記憶手段43に記憶して(S58)、一連の処理を終了する。即ち、図8に示す処理フローでは、目標加圧速度決定手段42は、必ず、予め定められた上限値及び下限値の範囲内で、且つ今回利用したVrefから閾値α以上大きくならない範囲内で、Vrefnextを設定し、記憶することとなる。
ステップS58で記憶されたVrefnextは、図4に示すフローのS10においてVrefに設定され、その値に基づいて、加圧制御手段32が加圧手段24を制御して、カフ50内の圧力を制御することとなる。加圧手段24は、例えば、カフ50内へ空気を送り込むモータ式のポンプの駆動電圧を制御して、加圧速度を調整している。
10 電子血圧計
20 血圧計本体
21 表示手段
22 操作手段
23 圧力検出手段
24 加圧手段
25 急速排気手段
30 制御部
31 脈波検出手段
35 脈拍数算出手段
36 血圧値決定手段
40 目標加圧速度設定手段
50 カフ

Claims (5)

  1. カフ内の圧力を検出する圧力検出手段と、
    今回の測定時に前記圧力検出手段で検出された圧力データに基づいて、脈波を検出する脈波検出手段と、
    前記脈波検出手段による検出データに基づいて、脈拍数を算出する脈拍数算出手段と、
    前記脈波検出手段による検出データ及び前記脈拍数算出手段によって算出された脈拍数に基づいて、目標加圧速度を決定する目標加圧速度決定手段と、
    決定された目標加圧速度を次回の測定に利用するために、被測定者毎に記憶する記憶手段と、
    を有することを特徴とする電子血圧計。
  2. 前記脈波検出手段が出力する検出データは脈波開始圧力と検出脈波数である、請求項1に記載の電子血圧計。
  3. 前記検出脈波数が所定値未満の場合に、再測定を指示する判定手段を更に有する請求項2に記載の電子血圧計。
  4. 目標加圧速度決定手段は、前記決定された目標加圧速度が上限値より大きい場合には目標加圧速度を当該上限値に設定し、前記決定された目標加圧速度が下限値未満の場合には目標加圧速度を当該下限値に設定する、請求項1〜3の何れか一項に記載の電子血圧計。
  5. 目標加圧速度決定手段は、前記決定された目標加圧速度が、今回の測定に利用された加圧速度より予め定められた閾値より大きい場合には、目標加圧速度に所定値を設定する、請求項1〜3の何れか一項に記載の電子血圧計。
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