JP2516634B2

JP2516634B2 - 血圧連続測定装置

Info

Publication number: JP2516634B2
Application number: JP62175457A
Authority: JP
Inventors: 親男原田; 一二三横江
Original assignee: NIPPON COLLEEN KK
Current assignee: NIPPON COLLEEN KK
Priority date: 1987-07-14
Filing date: 1987-07-14
Publication date: 1996-07-24
Anticipated expiration: 2011-07-24
Also published as: JPS6417628A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は血圧連続測定装置に係り、特に、血管から発
生する脈波に基づいて血圧値を連続的に測定する装置に
関するものである。

従来技術血圧値のトレンド（経時変化傾向）は、身体の健康状
態を表す指標として、また、医学的な判断の基礎情報と
して広く活用されているが、かかる血圧値のトレンドを
得るための装置として、カフにより上腕部を圧迫するこ
とによって血圧値を連続的に測定する血圧連続測定装置
が従来から知られている。これは、例えばカフによる圧
迫圧力の変化に伴う脈波の大きさの変化に基づいて血圧
値を決定するオシロメトリック方式や、コロトコフ音の
発生消滅に基づいて血圧値を決定するコロトコフ音方
式、或いは超音波によって血管壁の波動を検出し、その
波動の大きさの変化に基づいて血圧値を決定する超音波
方式などによる血圧測定を、予め定められた所定の時間
間隔で繰返し実行することにより、血圧値を連続的に測
定するものである。

しかしながら、このような血圧連続測定装置において
は、一回の血圧測定毎に上腕部が圧迫されて血液循環が
阻害されるため、その都度被検者に不快感を与えるとと
もに、一回の血圧測定に少なくとも十数秒の時間を必要
とするため、血圧値の測定サイクルが長くなるという問
題があった。

これに対し、（ａ）人体の体表面に押圧されてその人
体内の血管から発生する脈波を検出する脈波検出手段
と、（ｂ）その人体の上腕部をカフによって圧迫すると
ともにその圧迫圧を変化させつつ血圧値を測定し、その
測定された血圧値と前記脈波検出手段によって検出され
た脈波との対応関係を求める対応関係決定手段とを備
え、前記脈波検出手段によって検出された脈波と前記対
応関係決定手段によって求められた対応関係とに基づい
て血圧値を連続的に測定する装置が考えられている。す
なわち、血圧値の連続測定に先立って対応関係決定手段
により脈波と血圧値との対応関係を予め求めておくこと
により、以後、脈波検出手段によって検出された脈波と
上記対応関係とに基づいて血圧値を連続的に測定するの
である。このような血圧連続測定装置によれば、カフの
圧迫による血液循環の阻害が解消するとともに、短いサ
イクルで血圧値を連続測定することが可能となる。

発明が解決しようとする問題点しかし、かかる血圧連続測定装置においては、人体の
体動等に起因して前記脈波検出手段による脈波の検出位
置がずれると、その脈波検出手段から出力される脈波信
号も変化してしまうため、予め対応関係決定手段によっ
て求められた対応関係では正確な血圧値が得られなくな
り、必ずしも充分な血圧測定精度を得られないという問
題があった。

問題点を解決するための手段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、前記脈波検出手段による
脈波の検出位置がずれても正確な血圧値を測定し得るよ
うにすることにある。

そして、かかる目的を達成するため、本発明は、前記
（ａ）脈波検出手段と、（ｂ）対応関係決定手段とを備
え、脈波検出手段によって検出された脈波と対応関係決
定手段によって求められた対応関係とに基づいて血圧値
を連続的に測定する血圧連続測定装置において、（ｃ）
前記脈波検出手段の前記人体に対する相対的な位置ずれ
を検出する位置ずれ検出手段と、（ｄ）その位置ずれ検
出手段によって位置ずれが検出された後に前記脈波検出
手段によって検出された脈波に基づいて、その脈波と血
圧値との新たな対応関係を求める修正手段とを設けたこ
とを特徴とする。

作用および発明の効果このような血圧連続測定装置においては、位置ずれ検
出手段によって人体と脈波検出手段との位置ずれが検出
されると、その位置ずれが検出された後に脈波検出手段
によって検出された脈波に基づいて、その脈波と血圧値
との新たな対応関係が修正手段によって求められるた
め、体動等に起因して脈波検出手段による脈波の検出位
置がずれても、常に高い精度で血圧値を連続測定するこ
とができる。

なお、上記修正手段は、例えば、前記対応関係決定手
段に対応関係の求め直しを要求する要求手段と、その要
求手段の要求に従って対応関係を求め直すその対応関係
決定手段とによって構成される。

実施例以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、10はアームレスト12上に支持された
被検者の腕部であり、その手首14には脈波センサ16が配
置されているとともに、上腕部18にはカフ装置20が設け
られている。脈波センサ16は脈波検出手段を成すもの
で、第２図に詳しく示されているように、下端に開口22
を有する中空の本体ケース24と、その本体ケース24内に
ダイヤフラム26を介して相対移動可能に保持された押圧
ケース28とを備えており、本体ケース24は一対の支持ブ
ラケット30を介して前記アームレスト12に取り付けられ
ている。また、本体ケース24と押圧ケース28との間に
は、ダイヤフラム26によって圧力室32が形成されてお
り、電動ポンプ34から調圧弁36を経て圧力エア等の圧力
流体が供給されることにより、押圧ケース28は手首14の
体表面38に押圧される。

上記押圧ケース28は内部に空室40に備えており、その
空室40には、両端部において支持ブロック42,44に固定
された振動板46が配設されている。振動板46の中央部は
自身の弾性変形により上下方向の変位が可能とされてお
り、その上面には歪ゲージ48が設けられている一方、下
面には下方へ突き出す接触子50が固定されている。接触
子50は、脈波を検出すべき橈骨動脈52の直径よりも小径
の円柱形状を成していて、押圧ケース28の底部壁面に形
成された貫通穴内に僅かな隙間を有して上下方向の相対
移動可能に挿入されている。また、接触子50の先端は押
圧ケース28の下端面54と略一致させられて体表面38に接
触させられるようになっており、前記本体ケース24は、
この接触子50がアームレスト12によって支持された手首
14の橈骨動脈52の直上部に位置するように配設されてい
る。これにより、接触子50には橈骨動脈52から発生する
脈波の圧力振動が加えられ、その接触子50に加えられた
圧力振動によって振動板46が振動させられることによ
り、その振動すなわち脈波に対応する脈波信号SMが歪ゲ
ージ48から出力される。なお、上記空室40はゴム管55を
介して大気に開放されている。

一方、前記カフ装置20は、第３図に示されているよう
に、上腕部18に巻回されてその上腕部18を圧迫する袋状
のカフ56を備えているとともに、そのカフ56には圧力セ
ンサ58,電動ポンプ60,および流体排出装置62が接続され
ている。圧力センサ58は、カフ56内の圧力を検出してそ
の圧力を表す圧力信号SPを出力するもので、電動ポンプ
60は、カフ56内に空気等の流体を供給してそれを昇圧す
るものである。また、流体排出装置62は、例えば急速排
出用開閉弁と、絞りを備えた徐速排出用開閉弁とから構
成され、カフ56内の流体の排出を阻止する閉状態と、血
圧測定のためにカフ56内の流体を徐々に排出する徐速排
出状態と、カフ56内の流体を急速に排出する急速排出状
態との３つの状態に切り換えられるようになっている。

第１図に戻って、前記アームレスト12の手首14を支持
する部分には感圧シート64が埋設されている。この感圧
シート64は手首14の動きを検出するためのもので、第４
図に示されているように、手首14が押圧されることによ
って接点が開閉する多数のスイッチ66を備えており、そ
れ等のスイッチ66からはそれぞれその接点の接続時に閉
成信号SCが出力されるようになっている。

かかる第４図は、本実施例の信号処理部の構成を説明
するブロック線図であり、以下、この信号処理部につい
て説明する。

先ず、前記脈波センサ16から出力された脈波信号SM
は、増幅器68によって増幅された後バンドパスフィルタ
70に供給され、人体の脈拍に同期する脈波成分のみが取
り出されてA/Dコンバータ72に供給される。また、圧力
センサ58から出力された圧力信号SPは、増幅器74によっ
て増幅された後ローパスフィルタ76およびバンドパスフ
ィルタ78に供給される。ローパスフィルタ76は、圧力信
号SPから脈波等の振動成分を除去し、カフ56内の静的な
圧力を表すカフ圧信号SKをA/Dコンバータ72に供給する
一方、バンドパスフィルタ78は、圧力信号SPから脈波成
分のみを取り出した脈波信号SM′をA/Dコンバータ72に
供給する。そして、A/Dコンバータ72は、供給された脈
波信号SM,SM′，およびカフ圧信号SKをそれぞれデジタ
ル信号に変換した後CPU80に供給する。このCPU80にはま
た、前記感圧シート64の各スイッチ66からそれぞれ閉成
信号SCが供給されるとともに、押釦PBから起動信号SSが
供給されるようになっている。

上記CPU80は、データバスラインを介して接続されたR
AM82およびROM84と共にマイクロコンピュータを構成し
ており、RAM82の一時記憶機能を利用しつつROM84に予め
記憶されたプログラムに従って信号処理を行い、出力イ
ンターフェイス86を介して前記電動ポンプ34,60,調圧弁
36,流体排出装置62にそれぞれ駆動信号MP1,MP2,MV1,MV2
を出力する。また、表示・記録装置88には表示信号SXを
出力し、脈波信号SMに基づいて測定された最高血圧値お
よび最低血圧値を表すバーグラフ等をブラウン管に連続
的に表示させるとともにチャートに記録させる。

次に、本実施例の作動を第５図のフローチャートを参
照しつつ説明する。

先ず、図示しない電源スイッチが投入されると図示し
ない初期化ステップを経てステップS1が実行され、押釦
PBがON操作されたか否か、換言すれば起動信号SSが供給
されているか否かが判断される。被検者の腕部10がアー
ムレスト12によって支持され、脈波センサ16、厳密には
その接触子50が橈骨動脈52の直上部に位置させられると
ともに、上腕部18にカフ56が巻回された後、押釦PBがON
操作されると続いてステップS2が実行される。ステップ
S2においては、駆動信号MP1およびMV1がそれぞれ出力さ
れ、前記電動ポンプ34が作動させられるとともに調圧弁
36が制御されることにより、脈波センサ16の圧力室32内
に供給される圧力流体の圧力が、脈波を検出する上で最
適な押圧力にて押圧ケース28を押圧するように調整され
る。これは、例えば脈波信号SMの振幅が最も大きくなる
ように調整される。

このようにして脈波センサ16の押圧力が調整される
と、次にステップS3が実行され、フラグＦの内容が１で
あるか否かが判断される。かかるフラグＦは前記初期化
ステップにおいて０とされており、この段階における判
断はNOで、続いてステップS4が実行される。ステップS4
においては、カフ56により上腕部18を圧迫するととも
に、その圧迫圧を変化させつつ血圧測定が行われる。こ
の血圧測定は従来から行われているオシロメトリック方
式によるもので、先ず、駆動信号MV2を出力して流体排
出装置62を閉状態に切り換えるとともに、駆動信号MP2
を出力して電動ポンプ60を作動させることにより、カフ
圧信号SKが表すカフ圧が予想される被検者の最高血圧値
よりも高い圧力、例えば180mmHg程度となるまで昇圧す
る。次いで、電動ポンプ60を停止させるとともに流体排
出装置62を徐速排出状態に切り換え、カフ56内の流体を
徐々に排出してカフ圧をゆっくりと降下させ、このカフ
圧の降下過程において、脈波信号SM′が表す脈波の大き
さの変化に基づいて最高血圧値Ｈ（mmHg）および最低血
圧値Ｌ（mmHg）を測定する。そして、このようにして最
高血圧値Ｈおよび最低血圧値Ｌが測定されると、流体排
出装置62は急速排出状態に切り換えられ、カフ56内の流
体が急速に排出される。なお、コロトコフ音方式や超音
波方式などの他の方式で血圧値を測定したり、カフ56の
昇圧過程で血圧値を測定したりするようにしても差支え
ない。

その後、ステップS5が実行され、前記脈波センサ16か
ら出力された脈波信号SMが読み込まれ、続くステップS6
において、その脈波信号SMが表す脈波の最大値M_max（mm
Hg）および最小値M_min（mmHg）から最高血圧値SYS（mmH
g）および最低血圧値DIA（mmHg）を求めるための対応関
係式（１）および（２）の係数K_maxおよびK_minが、次式
（３）および（４）に従ってそれぞれ決定される。すな
わち、前記ステップS4において測定された実際の最高血
圧値Ｈおよび最低血圧値Ｌを、上記ステップS5において
読み込まれた脈波の実際の最大値M_max′および最小値M
_min′でそれぞれ割算することにより、係数K_max，K_min
をそれぞれ算出するのである。本実施例では、CPU80,RA
M82,およびROM84による一連の信号処理のうち、上記ス
テップS4,S5およびS6を実行する部分が対応関係決定手
段に相当する。

SYS＝K_max・M_max …（１） DIA＝K_min・M_min …（２） K_max＝H/M_max′ …（３） K_min＝L/M_min′ …（４）ここで、上記最高血圧値H,最低血圧値Ｌおよび最大値
M_max′，最小値M_min′は、一回の血圧測定および一つの
脈波によるものでも差支えないが、複数回の血圧測定に
よる血圧値の平均値や複数の脈波の平均値を用いること
が望ましい。その場合に複数の血圧値や脈波の値のばら
つきが大きいときには、再度血圧測定を行ったり脈波を
読み込んだりして、新たにデータを採り直すようにする
こともできる。

そして、このようにして対応関係式（１），（２）係
数K_max，K_minが決定されると、次にステップS7が実行さ
れてフラグＦの内容が１とされ、前記ステップS3に続い
てステップS8が実行される。ステップS8においては、前
記感圧シート64から供給される閉成信号SCに基づいて体
動があるか否か、すなわち手首14のひねりや曲げによっ
て感圧シート64に対する押圧状態が変化し、スイッチ66
が切り換えられることにより、供給される閉成信号SCに
変動があったか否かが判断される。

前記脈波センサ16は支持ブラケット30を介してアーム
レスト12に取り付けられているため、上記ステップS8に
おいて体動ありと判断された場合には、その脈波センサ
16と手首14との相対的な位置関係がずれたことを意味
し、脈波センサ16から出力される脈波信号SMは変化す
る。このため、その場合には次のステップS9においてフ
ラグＦの内容が０とされ、前記ステップS4,S5およびS6
が改めて実行されることにより、位置ずれ後に脈波セン
サ16から出力された脈波信号SMに基づいて、対応関係式
（１），（２）の係数K_max，K_minが新たに決定される。
一連の信号処理のうち上記ステップS8,S9を実行する部
分は、前記対応関係決定手段に係数K_max，K_minの求め直
しを要求する要求手段に相当し、その対応関係決定手段
と共に修正手段を成している。また、閉成信号SCを出力
する感圧シート64は位置ずれ検出手段に相当する。

一方、上記ステップS8の判断がNOの場合、すなわち体
動がない場合には続いてステップS10が実行され、１脈
波分の脈波信号SMが読み込まれるとともに、ステップS1
1においてその脈波の最大値M_maxおよび最小値M_minから
前記対応関係式（１）および（２）に従って最高血圧値
SYSおよび最低血圧値DIAが決定される。そして、次のス
テップS12では、それ等の血圧値を表す表示信号SXが表
示・記録装置88に出力され、バーグラフ等によって血圧
値SYSおよびDIAがブラウン管に表示されるとともにチャ
ートに記録される。

その後、最後のステップS13が実行され、押釦PBがOFF
操作されたか否か、換言すれば起動信号SSの供給が停止
したか否かが判断される。起動信号SSの供給が停止した
場合には血圧測定は終了するが、そうでない場合には前
記ステップS3以下が繰り返し実行され、一つの脈波毎に
脈波センサ16から供給される脈波信号SMに基づいて最高
血圧値SYSおよび最低血圧値DIAが決定され、それが表示
・記録装置88に連続的に表示・記録される。また、脈波
センサ16と手首14との間に位置ずれが生じた場合には、
ステップS8の判断がYESとなって対応関係式（１），
（２）の係数K_max，K_minが改めて求められ、その新たな
係数K_max，M_minに従って最高血圧値SYSおよび最低血圧
値DIAが決定される。

このように、本実施例の血圧連続測定装置は、脈波セ
ンサ16から出力される脈波信号SMに基づいて血圧値を連
続的に測定するようになっているため、カフ56による血
圧測定を連続して行う場合に比較して、被検者の血液循
環を阻害したり苦痛を与えたりすることなく長時間の血
圧連続測定を行うことができる。また、１脈波毎に血圧
値が測定されるため、極め細かい血圧値のトレンドが得
られる。

一方、上記脈波センサ16によって脈波が検出される手
首14が動いた場合には、血圧値を決定するための対応関
係式（１），（２）の係数K_max，K_minが改めて求めら
れ、その新たな係数K_max，K_minに従来って血圧値が決定
されるようになっているため、常に高い精度で血圧値を
連続測定することができる。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
したが、本発明は他の態様で実施することもできる。

例えば、前記実施例では実際の血圧値と脈波の大きさ
とが比例関係にあることを前提としてそれ等の対応関係
が求められているが、血圧値が脈波の大きさの二次関数
で表される対応関係を求めたり、予めプログラムされた
血圧値と脈波の大きさとの対応関係を表す複数種類のデ
ータの中から、被検者の血圧値および脈波の大きさに基
づいて一つのデータを選択することにより対応関係を求
めたりするなど、その他の方法で対応関係を求めるよう
にしても差支えない。

また、前記実施例では位置ずれ検出手段として感圧シ
ート64が用いられているが、筋肉の活動電位の変化から
手首14の動きを検知するようにしたり、撮像装置を利用
したりするなど、種々の手段を採用できる。

また、前記実施例では位置ずれが生じたときにステッ
プS4,S5およびS6から成る対応関係決定手段に対応関係
式（１），（２）の係数K_max，K_minが改めて求めさせる
ようになっているが、例えば、脈波センサ16によって位
置ずれ前に検出された脈波と位置ずれ後に検出された脈
波との相違に基づいて、位置ずれ前の対応関係式
（１），（２）における係数K_max，K_minを修正するよう
にしたり、位置ずれ後に検出された脈波と血圧値の測定
開始当初にステップS4において測定された血圧値とから
係数K_max，K_minを求め直すようにしたりすることも可能
である。

また、前記実施例では最高血圧値SYSおよび最低血圧
値DIAを測定する場合について説明したが、何れか一方
の血圧値のみを測定するようにしても差支えないことは
勿論、それ等の平均値である平均血圧値やその他の血圧
値を測定するように構成することもできる。

また、前記実施例の脈波センサ16はあくまでも本発明
に好適に用いられるものの一例で、例えば感圧ダイオー
ド等の圧電素子により圧力振動を検出したり、スプリン
グ等によって押圧ケース28を体表面38に押圧したりする
ものなど、種々の脈波検出手段を利用することができ
る。

また、前記実施例では脈波センサ16およびカフ装置20
が同一の腕部10に配置されているが、それ等を互いに反
対の腕部に配置することも可能である。

また、前記実施例では脈波センサ16を手首14に押圧し
て橈骨動脈52から発生する脈波に基づいて血圧値を測定
する場合について説明したが、頸動脈等の他の動脈或い
は静脈から発生する脈波に基づいて血圧値を測定するこ
とも可能である。

その他一々例示はしないが、本発明はその精神を逸脱
することなく当業者の知識に基づいて種々の変更，改良
を加えた態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である血圧連続測定装置のセ
ンサ部が被検者の腕部に取り付けられた状態を示す図で
ある。第２図は第１図の装置に備えられている脈波セン
サの縦断面図である。第３図は第１図の装置に備えられ
ているカフ装置を説明する図である。第４図は第１図の
装置の信号処理部を説明するブロック線図である。第５
図は第１図の装置の作動を説明するフローチャートであ
る。 16:脈波センサ（脈波検出手段） 18:上腕部、52:橈骨動脈（血管） 56:カフ 64:感圧シート（位置ずれ検出手段） 80:CPU、82:RAM 84:ROM ステップS4,S5,S6:対応関係決定手段ステップS4,S5,S6,S8,S9:修正手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】人体の体表面に押圧されて該人体内の血管
から発生する脈波を検出する脈波検出手段と、該人体の
上腕部をカフによって圧迫するとともにその圧迫圧を変
化させつつ血圧値を測定し、該測定された血圧値と前記
脈波検出手段によって検出された脈波との対応関係を求
める対応関係決定手段とを備え、前記脈波検出手段によ
って検出された脈波と前記対応関係決定手段によって求
められた対応関係とに基づいて血圧値を連続的に測定す
る装置であって、前記脈波検出手段の前記人体に対する相対的な位置ずれ
を検出する位置ずれ検出手段と、該位置ずれ検出手段により位置ずれが検出された後に前
記脈波検出手段によって検出された脈波に基づいて、該
脈波と血圧値との新たな対応関係を求める修正手段とを有することを特徴とする血圧連続測定装置。
【請求項２】前記修正手段は、前記対応関係決定手段に
前記対応関係の求め直しを要求する要求手段と、該要求
手段の要求に従って該対応関係を求め直す該対応関係決
定手段とから成るものである特許請求の範囲第１項に記
載の血圧連続測定装置。