JP2506119B2 - 電子血圧計 - Google Patents

電子血圧計

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JP2506119B2
JP2506119B2 JP62188248A JP18824887A JP2506119B2 JP 2506119 B2 JP2506119 B2 JP 2506119B2 JP 62188248 A JP62188248 A JP 62188248A JP 18824887 A JP18824887 A JP 18824887A JP 2506119 B2 JP2506119 B2 JP 2506119B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、カフの加圧設定値を自動的に決定し得る
電子血圧計に関する。
(ロ)従来の技術 一般に、電子血圧計は、カフを上腕に巻回装着し、カ
フを加圧して上腕動脈を圧迫し、最高血圧以上にカフ圧
を上昇させた後、微速排気による減圧過程で、カフ圧の
検出と共にコロトコフ音やカフ圧に重畳される脈波振幅
を検出し、コロトコフ音の発生・消滅点を電気的処理に
より抽出し、或いは脈波振幅列に所定のアルゴリズムを
適用して、最高血圧や最低血圧値を決定している。この
種電子血圧計において、被測定者の血圧測定に最も適し
た加圧目標値を得るために、カフの加圧に際し、カフ圧
の初期段階において、第7図に示すようにステップ加圧
(カフを所定圧加圧した後、加圧を所定時間停止させ
る)作業を繰り返し続行し、カフ加圧停止中における脈
波振幅値を抽出し、この脈波振幅値から加圧目標値を算
出する方式のものがある。
第8図は、従来のステップ加圧における脈波振幅値算
出方式を示す説明図である。
この脈波振幅値算出方式は、カフを所定値まで加圧し
た後、このカフ加圧を所定時間停止させる。そして、カ
フ圧に重畳する脈波振幅、つまり脈波立上がり点及び脈
波ピーク点を検出する。脈波振幅値の算出は、まず脈波
立上がり点から時間軸(第8図の時間軸)に平行な直線
(水平線)を引く。そして、脈波ピーク点からこの水平
直線に対し直交状に降下させて垂直直線(第8図のカフ
圧に対し平行線)を得る。この垂直直線を脈波振幅値と
している。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 ステップ加圧により、カフが加圧された後、この加圧
が停止すると、カフ圧は圧降下現象を起こすことが知ら
れている。ところが、上記ステップ加圧の停止中に脈波
振幅値を算出する方式は、脈波立上がり点に対し、時間
軸上に平行な直線を得、この直線を基線として脈波振幅
値を算出する方式である。このため、基線と圧降下現象
のために生じるカフ圧曲線とに隔たりがあり、脈波振幅
値が小さく抽出される結果となる。また、加圧休止中の
カフ圧の変動がノイズとなり、脈波振幅を精確に測定し
得ない場合がある。従って、従来の方式では、ポンプ停
止時の圧降下現象による影響が全く考慮されておらず、
圧降下量のパラツキによる影響を受け易く、精確な脈波
振幅が得られず、結果的に被測定者に対応した正確な加
圧目標値を算出し得ないこととなり、カフ圧不足、加圧
過多による鬱血発生の虞れがある等の不利があった。
この発明は、ステップ加圧の休止中に現れる脈波の時
間による微分波形の振幅を測定することで、精確な加圧
設定値が得られる電子血圧計を提供することを目的とす
る。
(ニ)問題点を解決するための手段及び作用 この目的を達成させるために、この発明の電子血圧計
では、次のような構成としている。
即ち、この発明の電子血圧計では、加圧手段によって
カフを加圧設定値まで加圧して減圧手段によって減圧す
る過程で、脈波成分検出手段が検出した脈波成分及び圧
力検出手段が検出したカフ圧から血圧値を決定するもの
において、前記加圧手段を制御する制御手段と、この制
御手段による加圧停止中に、前記脈波成分検出手段が検
出した脈波成分の時間微分を算出する脈波微分算出手段
と、前記加圧停止中に、前記脈波微分算出手段が算出し
た脈波微分の振幅値を抽出する脈波微分振幅値抽出手段
と、前記加圧停止中に、前記脈波微分振幅値抽出手段が
抽出した脈波微分振幅値と前記圧力検出手段が検出した
カフ圧とに基づいて前記加圧設定値を決定する加圧設定
値決定手段とを設け、前記制御手段は、前記圧力検出手
段が検出する圧力が所定の圧力になることに応答して加
圧手段による連続加圧を停止し、前記加圧設定値決定手
段が加圧設定値を決定するまでカフ圧に小さい値の一定
値を加えた圧力まで加圧し加圧停止を行うステップ加圧
を繰り返す一方、前記加圧設定値決定手段が加圧設定値
を決定することに基づいて前記加圧手段による連続加圧
を再開して前記加圧設定値まで加圧することを特徴とす
るものである。
この発明の電子血圧計では、カフ加圧設定値を決定す
るのに、脈波の振幅値に変えて、一拍ごとの脈波微分振
幅値を抽出している。この脈波微分の波形が、第4図
(脈波波形と脈波微分波形)に示されている。第3図に
示すように、加圧休止中、カフ圧の降下現象がみられ、
その上に重なる形で脈波が現れる。従って、脈波波形は
第4図に示すような波形となり、カフ圧降下速度(第4
図の破線の傾き)は、各ステップで異なるため、同波形
から真の脈波振幅を測定することは困難である。一方、
第4図で示す脈波微分波形において、脈波の時間による
微分波形の立上がり振幅(A)、またはピークトウピー
ク(B)は、圧力降下速度の影響を受けず、脈波振幅よ
りも安定的に抽出することができる。つまり、第3図で
カフ圧が現象する場合を考えれば、カフ圧の減少は先ず
直線的であるとみなしても良く、この減少は脈波微分波
形において、基線が−dとなる形で現れている(第4図
参照)。カフ圧の減少変動が、カフの容積等により変化
するとしても、前記−dの値が変化するだけであり、脈
波微分の振幅値(具体的には、立上がり点とピーク点と
の差、ピーク点とピーク点の差)は、変動しないと見る
ことができる。
従って、脈波微分振幅値は、被測定者の腕の太さや、
カフの容積の相違等の外的要件の変動を受け難い値であ
ると言える。一方、脈波微分振幅値のカフ圧に対する変
化は、真の脈波振幅値の時間変化と略類似の形状とな
る。また、上述したように、脈波微分振幅値の変動は少
ないから、脈波微分振幅値と真の脈波振幅値との間に
は、一定の関係があると認めることが出来る。従って、
カフをステップ的に加圧し、加圧休止中に現れる脈波の
時間による微分波形の振幅を測定し、そのカフ圧に対す
る変化から、つまり脈波微分振幅(第4図に示す「A」
または「B」)のカフ圧に対する変化の包絡線から、血
圧値を予測することが出来、この予測血圧値に基づき適
正な加圧設定値を決定することが可能となる。
(ホ)実施例 第2図は、この発明に係る電子血圧計の空気系及び回
路構成例を示すブロック図である。
上腕に巻回されるカフ1は、ゴム袋1aを備え、空気路
(チューブ)2を介して圧力センサ(圧力検出手段)
3、加圧ポンプ(加圧手段)4、電磁弁(減圧手段)5
及び微速排気弁6に接続している。
加圧ポンプ4は、CPU(セントラルプロセッシングユ
ニット)8の指令信号によりオン/オフされ、オン動作
で空気路2を経てカフ1を加圧するようになっている。
電磁弁5もCPU8の指令によりオン/オフされ、オン動作
で空気路2内、つまりカフ1の空気圧を急速排気するよ
うになっている。圧力センサ3は、カフ1内の空気圧を
電気信号に変換する。変換されたカフ圧信号は、A/D変
換器7でデジタル信号に変換され、CPU8に取込まれるよ
うになっている。
CPU8は、取込まれたカフ圧信号に重畳される脈波成分
を抽出するデジタルフィルタ機能、脈波微分振幅列の各
振幅を検出する機能、取込まれたカフ圧と検出脈波微分
振幅列に基づいて最高血圧、最低血圧値を決定する機
能、更に加圧ポンプ4、電磁弁5等のオン/オフを制御
する機能等を備えている。CPU8の制御のもと、一連に進
行する動作は、加圧スイッチ10の操作により開始され、
また測定結果は、デジタル表示器11で表示される。ま
た、電源回路9は、CPU8でオン/オフを制御されると共
に、電池の起電力が落ちた場合に、CPU8にバッテリーロ
ー信号を送り、表示器11にバッテリロー表示を行わせ
る。
もっとも、上記した実施例血圧計のハード構成は、従
来のものと特に変わるところはない。
この実施例電子血圧計では、加圧スイッチ10をオンす
ると、先ず加圧過程に入り、この後、微速排気過程に移
り、測定動作に移行する。この実施例電子血圧計の特徴
は、CPU8に加圧スイッチ10のオンに応答する加圧過程、
つまり第3図に示すステップ加圧(カフを所定圧まで加
圧した後、加圧を所定時間停止する)繰り返し処理にお
いて、カフ加圧休止中、複数の圧力データ(第6図参
照)から圧力の時間による微分値を計算して、微分波形
の振幅(第4図に示す「A」または「B」)を測定する
機能、脈波出現時のカフ圧を測定する機能、この二つの
パラメータを10mmHgのステップ加圧を繰返しながら測定
し、第5図(脈波微分振幅の包絡線)に示すような包絡
線を求め、最適加圧設定値を算出し、求めた加圧設定値
までカフ1を加圧する機能を備えている。これらの機能
は、具体的には、次のように実行される。
圧力データは、第6図に示すように、一定時間(tw)
毎に入力され、時刻tnにおいて入力される圧力データPn
は、tnにおける瞬時値もしくはtn-1〜tnにおける平均値
とする。また、微分演算は、次式によりtnにおける圧力
の時間微分値Dnを求める。
Dn=2(Pn+2−Pn-2)+(Pn+1−Pn-1) ……(1式) 更に、最適加圧設定値の算出は、第5図で示すように
脈波微分振幅の包絡線より振幅最大となるカフ圧Ppを求
め、次式により最適加圧設定値Poを求める。
Po=aPp+b ……(2式) この(2)式において、a及びbは定数である。
第1図は、実施例電子血圧計の具体的な処理動作を示
すフローチャートである。
最初に、電源スイッチ12がオンされると、CPU11の初
期化(イニシャライズ)処理が行われ〔ステップ(以下
「ST」という)1〕、次にST2では、加圧スイッチ10が
オンされたか否かを判定し、加圧スイッチ10がオンされ
るまで待機する。
被測定者の腕にカフ1が巻かれ、加圧スイッチ10がオ
ンされると、ST2の判定がYESとなり、電磁弁(急速排気
弁)5が閉成すると共に、加圧ポンプ4が起動する(ST
3)。次のST4では、カフ圧が100mmHgにまで加圧された
か否かを判定している。つまり、カフ1が初期設定圧
(ステップ開始圧)まで加圧されたか否かを判定してい
る。
加圧が続行し、カフ圧が100mmHgに到達した時、このS
T4の判定がYESとなり、一定時間ポンプが停止する(ST
5)。そして、このポンプの停止状態において、圧デー
タ・Pn(tnにおける瞬時値)入力が実行される(ST
6)。つまり、CPU8は一定時間tw毎にカフ圧瞬時値を取
り込む。そして、ST7では、時刻tnにおける圧力の時間
微分値(Dn)を、前記(1)式に基づいて算出する。更
に、次のST8では脈波微分振幅値が抽出される。この抽
出処理は、微分波形の振幅(第4図で示す「A(脈波波
形の立上がり振幅)」または「B(ピークトウピー
ク)」)を測定する。この抽出処理は、例えばピーク点
と立上がり点を抽出し、この差をとることにより行わ
れ、ピーク点と立上がり点との差を脈波微分振幅値とす
る。そして、ST9では、この時点のカフ圧を測定する。
その後、加圧設定値算出処理を行う(ST10)。ST11で
は、加圧設定値が決定したか否かを測定している。この
判定がYESの場合には、後述のカフ1を加圧設定値まで
加圧する処理へ進む。逆に、このST11の判定がNOの場
合、つまり圧力微分振幅値Pnのデータ数が少なく、第5
図に示す脈波微分振幅の包絡線が得られず、振幅最大と
なるカフ圧Ppが求められない場合、ST6へ戻る。振幅最
大となるカフ圧Ppが求められるまで、100mmHgのステッ
プ加圧を行い(ST12)、ST6乃至ST11の処理を繰り返
す。そして、今、第5図に示すような脈波微分振幅の包
絡線が得られたとすると、最適加圧設定値がST10により
算出される。最適加圧設定値Poの算出は、前記(2)式
により行われる。最適加圧設定値Poが算出されること
で、ST11の判定がYESとなり、加圧ポンプ4が駆動され
る(ST13)。ST14では、カフ圧が加圧設定値Poまで加圧
されたか否かを判定しており、カフ1が加圧設定値まで
加圧されていれば、加圧ポンプ4の駆動を停止し(ST1
5)、微速排気弁6による微速排気状態のもとで、公知
の振動方式による血圧測定処理へ移行する。
(ヘ)発明の効果 この発明では、以上のように、ステップ加圧におい
て、加圧休止中に現れる脈波の時間による微分波形の振
幅を測定し、そのカフ圧に対する変化から血圧値を予測
し、加圧設定値を自動的に決定することとしたから、加
圧休止中のカフ圧変動の影響を受け難く、血圧値の予
測、自動加圧設定を精度よく実行し得る。又、カフ加圧
が最適に行われるので、測定時に加圧値を設定する煩わ
しさがなく、測定時間を短縮し得、加圧不足による血圧
値の精度低下或いは加圧過多による鬱血を生じさせる不
利が解消される等、発明目的を達成した優れた効果を有
する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例電子血圧計の動作を示すフローチャー
ト、第2図は、同電子血圧計の空気系及び回路構成例を
示すブロック図、第3図は、ステップ加圧におけるカフ
圧変化を説明する説明図、第4図は、脈波波形及び脈波
微分波形を説明するための説明図、第5図は、脈波微分
振幅の包絡線を説明するための説明図、第6図は、圧力
データ入力タイミングと微分演算を説明するための説明
図、第7図は、従来のステップ加圧による血圧測定過程
を示す説明図、第8図は、従来の脈波振幅抽出状況を示
す説明図である。 1:カフ、3:圧力センサ、 4:加圧ポンプ、8:CPU。
フロントページの続き (72)発明者 尾浜 昇 京都府京都市右京区花園中御門町3番地 株式会社立石ライフサイエンス研究所 内 (72)発明者 宮脇 義徳 京都府京都市右京区花園中御門町3番地 株式会社立石ライフサイエンス研究所 内 (56)参考文献 特開 昭60−40038(JP,A) 特開 昭61−128939(JP,A) 特開 昭62−170225(JP,A) 特開 昭62−87129(JP,A) 実開 昭62−137034(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加圧手段によってカフを加圧設定値まで加
    圧して減圧手段によって減圧する過程で、脈波成分検出
    手段が検出した脈波成分及び圧力検出手段が検出したカ
    フ圧から血圧値を決定する電子血圧計において、 前記加圧手段を制御する制御手段と、 この制御手段による加圧停止中に、前記脈波成分検出手
    段が検出した脈波成分の時間微分を算出する脈波微分算
    出手段と、 前記加圧停止中に、前記脈波微分算出手段が算出した脈
    波微分の振幅値を抽出する脈波微分振幅値抽出手段と、 前記加圧停止中に、前記脈波微分振幅値抽出手段が抽出
    した脈波微分振幅値と前記圧力検出手段が検出したカフ
    圧とに基づいて前記加圧設定値を決定する加圧設定値決
    定手段とを設け、 前記制御手段は、前記圧力検出手段が検出する圧力が所
    定の圧力になることに応答して加圧手段による連続加圧
    を停止し、前記加圧設定値決定手段が加圧設定値を決定
    するまでカフ圧に小さい値の一定値を加えた圧力まで加
    圧し加圧停止を行うステップ加圧を繰り返す一方、前記
    加圧設定値決定手段が加圧設定値を決定することに基づ
    いて前記加圧手段による連続加圧を再開して前記加圧設
    定値まで加圧することを特徴とする電子血圧計。
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