JP2664938B2

JP2664938B2 - 血圧連続測定装置

Info

Publication number: JP2664938B2
Application number: JP63169465A
Authority: JP
Inventors: 親男原田; 一二三横江
Original assignee: コーリン電子株式会社
Priority date: 1988-07-07
Filing date: 1988-07-07
Publication date: 1997-10-22
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JPH0219134A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は血圧連続測定装置に係り、特に、動脈から発
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。

従来の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。そして、かかる血圧値のトレ
ンドを得るための装置を一種に、人体の一部に巻回され
たカフの圧迫圧を変化させつつ脈音（コロトコフ音）を
検出し、その脈音の発生消滅時のカフの圧迫圧から血圧
値を決定するコロトコフ音方式による血圧測定を、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ようにしたものがある。

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人体の一部が圧迫されて血液循
環を阻害されるため、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
体内の動脈から発生する脈波を検出する脈波検出手段
と、（ｂ）その人体の一部に巻回されたカフの圧迫圧を
変化させて脈音の発生消滅を検出することにより前記コ
ロトコフ音方式で血圧値を測定する血圧測定手段と、
（ｃ）その血圧測定手段によって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圧循環の阻害が
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課題ところで、かかる従来の血圧連続測定装置は、前記脈
波検出手段における脈波の検出と前記血圧測定手段にお
ける脈音の検出とが別々のセンサを用いて行われるよう
になっていた。このため、装置が複雑かつ高価となるば
かりでなく、血圧測定に際してはそれ等のセンサやカフ
をそれぞれ人体の各部に取り付けなければならないた
め、その作業が面倒であるとともに被検者に与える負担
が大きかった。

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、センサ等の人体に対する
取付作業が容易で被検者に与える負担も小さい血圧連続
測定装置を提供することにある。

課題を解決するための手段かかる目的を達成するため、本発明は、（ａ）人体の
一部に巻回されたカフの内側に設けられ、人体の体表面
に押圧されて該人体内の動脈から発生する振動を検出す
る振動センサと、（ｂ）その振動センサの出力信号から
コロトコフ音を示す信号を弁別して出力するＫ音弁別フ
ィルタを有するＫ音検出手段と、（ｃ）前記振動センサ
の出力信号から脈波を示す信号を弁別して出力する脈波
弁別フィルタを有する脈波検出手段と、（ｄ）前記カフ
の圧迫圧を変化させて前記コロトコフ音の発生消滅を検
出することにより最高および最低血圧値を測定する血圧
測定手段と、（ｅ）その血圧測定手段によって測定され
た最高および最低血圧値と前記脈波検出手段によって検
出された脈波の最大値および最小値との対応関係を求め
る対応関係決定手段と、（ｆ）その対応関係決定手段に
よって対応関係が求められた後は、前記脈波検出手段に
よって検出された脈波の最大値および最小値とその対応
関係とに基づいて血圧値を連続的に測定する制御手段
と、を含み、前記脈波検出手段における脈波の検出と前
記血圧測定手段におけるコロトコフ音の検出とを、前記
カフに配設された共通の振動センサを用いて行うように
し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、カフに配設
された振動センサにより脈波およびコロトコフ音が共に
検出されるため、装置が簡単かつ安価に構成されるので
あり、また、血圧測定に際してはその振動センサが配設
されたカフを人体に巻回するだけで良いため、その取付
作業が容易になるとともに被検者に対する負担も軽減さ
れるのである。

なお、前記血圧測定手段が、予め定められた一定の測
定条件が満たされたとき、例えば一定時間が経過したり
一定数の脈波を検出したり或いは前記センサと人体との
間に位置ずれが生じたりしたときなどには前記血圧値を
測定し直すものであり、前記対応関係決定手段が、その
血圧値が測定し直される毎にその血圧値と前記脈波検出
手段によって検出された最新の脈波とを用いて前記対応
関係を求め直すものである場合には、長時間の血圧測定
においても高い測定精度，信頼性が得られる。

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は人体の上腕部12に巻回された袋
状のカフであり、配管14,開閉弁16,配管18を介して電動
ポンプ20,圧力センサ22,および排出弁装置24に接続され
ている。電動ポンプ20は、カフ10内に空気等の流体を供
給してそれを昇圧するもので、圧力センサ22は、カフ10
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
るものである。また、排出弁装置24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10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10内の流体を徐々には排出する徐速排
出状態と、カフ10内の流体を急速に排出する急速排出状
態の３つの状態に切り換えられるようになっている。

一方、上記カフ10の内側、すなわち上腕部12の体表面
26に接する側の部分には、脈波検出器28が取り付けられ
ている。この脈波検出器28は、第２図に詳しく示されて
いるように、下端に開口30を有する中空のハウジング32
と、そのハウジング32内にダイヤフラム34を介して相対
移動可能に保持された振動センサ36とを備えており、ハ
ウジング32と振動センサ36との間に圧力室38が形成され
ている。この圧力室38は配管39を介して前記配管18に接
続されており、前記電動ポンプ20から空気等の流体が供
給されることにより、上記振動センサ36を上腕部12の体
表面26に押圧する。

振動センサ36は内部に空室40を備えており、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、上腕動脈52の直径よりも小径の円柱形状を成してい
て、振動センサ36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
おり、その先端は振動センサ36の下端面54と略一致させ
られて体表面26に接触させられるようになっている。前
記カフ10は、かかる振動センサ36、更に厳密には上記接
触子50が上腕動脈52の真上に位置するように上腕部12が
巻回される。これにより、その接触子50は、上腕動脈52
の拍動に伴って振動する体表面26と共に振動させられ、
それが振動板46に伝達されることにより、前記歪ゲージ
48からはその振動に対応する振動信号SSが出力される。
なお、上記空室40は配管56,58を介してカフ10外の大気
に開放されている。

ここで、上記振動センサ36は、心臓の拍動に伴って血
管内を伝播する圧力波或いは血管壁の振動であるところ
の脈波を検出するとともに、上腕動脈52内の血液の流動
状態を表す脈音すなわちコロトコフ音をも検出するため
のもので、それ等の振動を共に検出し得る検知能力を備
えている。すなわち、上記脈波の振動の周波数成分は通
常DC〜30Hz程度である一方、コロトコフ音の振動の周波
数成分は通常30〜60Hz程度であるところから、前記歪ゲ
ージ48として、それ等の周波数成分をカバーするように
DC〜100Hz程度の周波数の振動を検知し得るものが用い
られているのである。

第１図に戻って、前記圧力センサ22から出力された圧
力信号SPは、ローパスフィルタ60によってその振動成分
が除去された後、カフ10内の静的な圧力（カフ圧）を表
す圧力信号SP′として制御装置62に供給される。また、
振動センサ36の歪ゲージ48から出力された振動信号SS
は、Ｋ音弁別フィルタ64および脈波弁別フィルタ66に供
給される。Ｋ音弁別フィルタ64は、振動信号SSのうちコ
ロトコフ音の周波数成分であるところの30〜60Hz程度の
振動成分のみを通過させるもので、その通過した信号は
Ｋ音信号SKとして制御装置62に供給される一方、脈波弁
別フィルタ66は、振動信号SSのうち脈波の周波数成分で
あるところのDC〜30Hz程度の振動成分のみを通過させる
もので、その通過した信号は脈波信号SMとして制御装置
62に供給される。この脈波弁別フィルタ66は、前記脈波
検出器28と共に脈波検出手段を構成しており、Ｋ音弁別
フィルタ64は、Ｋ音検出手段を構成している。なお、制
御装置62にはまた、押釦PBから起動信号SAが供給される
ようになっている。

制御装置62は、CPU,ROM,RAM等を備えた所謂マイクロ
コンピュータにて構成されており、RAMの一時記憶機能
を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って
信号処理を行い、前記開閉弁16,電動ポンプ20,排出弁装
置24にそれぞれ駆動信号MV1,MP,MV2を出力してそれ等の
作動を制御する。また、表示・記録装置68には表示信号
DD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。

第３図は、かかる制御装置62による信号処理ロジック
の一例を説明するフローチャートであり、以下、このフ
ローチャートに従って本実施例の作動を説明する。

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SAが供給
されているか否かが判断される。被検者の上腕部12に、
振動センサ36、厳密にはその接触子50が上腕動脈52の真
上に位置するようにカフ10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、カフ10により上腕部12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コロトコ
フ音方式によるもので、先ず、駆動信号MV1およびMV2を
出力して開閉弁16を開くとともに排出弁装置24を閉状態
に切り換え、続いて駆動信号MPを出力して電動ポンプ20
を作動させることにより、圧力信号SP′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180mm Hg程度となるまで昇圧する。次いで、電動ポ
ンプ20を停止させるとともに排出弁装置24を徐速排出状
態に切り換え、カフ10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、Ｋ音信号SKが表すコロトコフ音の発生消滅に基づい
て血圧値を測定する。すなわち、コロトコフ音が発生し
た時のカフ圧が最高血圧値Ｈ（mm Hg）、コロトコフ音
が消滅した時のカフ圧が最低血圧値Ｌ（mm Hg）として
測定されるのである。この時の脈波検出器28の圧力室38
内の圧力はカフ圧と同圧であり、振動センサ36はカフ10
による圧迫圧と同じ押圧力にて体表面26に押圧される。
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、排出弁装置24は急速排出状態に切り
換えられ、カフ10内の流体が急速に排出される。なお、
上例ではカフ圧の降下過程で血圧値を測定するようにな
っているが、カフ10の昇圧過程で血圧値を測定すること
もできる。本実施例では、制御装置62による一連の信号
処理のうち上記ステップS2を実行する部分、およびカフ
10,電動ポンプ20,圧力センサ，排出弁装置24,振動セン
サ36,K音弁別フィルタ64等を含んで血圧測定手段が構成
されている。

カフ10内の流体が排出されると、続いてステップS3が
実行され、脈波検出のために振動センサ36が体表面26に
押圧される。これは、前記駆動信号MV1の出力を停止し
て開閉弁16を閉じるとともに駆動信号MV2を出力して排
出弁装置24を再び閉状態とした後、駆動信号MPを出力し
て電動ポンプ20を作動させることにより、脈波検出器28
の圧力室38内に流体を供給することによって行われる。
この時の圧力は、脈波を検出する上で最適な押圧力にて
振動センサ36が体表面26に押圧されるように、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。ま
た、この時カフ10には流体が供給されないため、振動セ
ンサ36に対してハウジング32が後退させられる恐れがあ
るが、振動センサ36とハウジング32の相対移動量は充分
に大きく設定されており、第１図および第２図に示され
ているように、カフ10と共にハウジング32が後退して
も、振動センサ36は充分に体表面26に押圧される。

このようにして振動センサ36が体表面26に押圧される
と、次にステップS4が実行され、前記脈波信号SMが読み
込まれる。そして、続くステップS5においては、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（mm Hg）から最高血圧値SYS（mm Hg）および最
低血圧値DIA（mm Hg）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S2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S4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、制御装置62による一連
の信号処理のうち上記ステップS5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_mit′ ・・・（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
よる血圧値が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。

このようにして対応関係式（１），（２）の係数
K_max,K_minが決定されると、次にステップS6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S7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S8において、それ等の血圧値を表す表
示信号DDが表示・記録装置68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、ステップS9が実行され、カウンタの計数内容
Ｃに１が加算される。このカウンタは、前記初期化ステ
ップにおいてその計数内容が予め零にクリヤされてお
り、１つの脈波に基づいて血圧測定が行われる毎に１ず
つ加算される。続いてステップS10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SAの供給
が停止したか否かが判断される。起動信号SAの供給が停
止した場合には血圧測定は終了し、前記電動ポンプ20の
作動が停止させられるとともに排出弁装置24が急速排出
状態とされ、脈波検出器28の圧力室38から流体が排出さ
れるが、そうでない場合にはステップS11が実行され
る。

ステップS11では、前記カウンタの計数内容Ｃが予め
定められた一定数ａと等しいか否かが判断され、計数内
容Ｃが一定数ａよりも小さい間は前記ステップS6以下の
実行が繰り返されて、１つの脈波毎に最高血圧値SYSお
よび最低血圧値DIAが決定され、それが表示・記録装置6
8に連続的に表示・記録される。しかし計数内容Ｃが一
定数ａに達すると、ステップS12においてその計数内容
Ｃが零にクリヤされた後、前記ステップS1以下の各ステ
ップが実行され、ステップS2においてコロトコフ音方式
により血圧値ＨおよびＬが改めて測定されるとともに、
ステップS4において最新の脈波信号SMが読み込まれ、ス
テップS5において対応関係式（１），（２）の係数
K_max,K_minが改めて求められる。そして、その新たな係
数K_max,K_minを用いて最高血圧値SYSおよび最低血圧値DI
Aが決定される。すなわち、かかるステップS11は、一定
数ａの脈波に基づいて血圧測定が行われる毎に、対応関
係式（１），（２）の係数K_max,K_minを求め直させるも
ので、これは、振動センサ36と上腕動脈52との位置関係
が変化すると、それに伴ってその振動センサ36によって
検出される脈波も変化するため、最初に決定された係数
K_max,K_minでは正確な血圧値SYS,DIAを求めることができ
なくなってしまうからである。

以上詳述したように、本実施例の血圧連続測定装置
は、振動センサ36および脈波弁別フィルタ66によって検
出される脈波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10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。

しかも、本実施例では一定数ａの脈波に基づいて血圧
測定が行われる毎に、対応関係式（１），（２）の係数
K_max,K_minが求め直され、その新たな係数K_max,K_minに従
って血圧値が決定されるようになっているため、長時間
の血圧連続測定においても、振動センサ36の位置ずれな
どによって血圧値の測定精度が損なわれることがない。

一方、本実施例では、ステップS2における血圧測定の
際のコロトコフ音の検出と、ステップS4,S6の脈波読込
みの脈波の検出とが、カフ10に配設された共通の振動セ
ンサ36を用いて行われるようになっているため、従来の
ように別々のセンサを用いてそれ等をそれぞれ検出する
場合に比較して、装置が簡単かつ安価に構成される。ま
た、血圧測定に際しては、その振動センサ36が上腕動脈
52の真上となるようにカフ10を上腕部12に巻回するだけ
で良いため、その取付作業が容易になるとともに被検者
に対する負担も軽減される。

また、本実施例の脈波検出器28は、流体圧力によって
振動センサ36を体表面26に押圧するもので、カフ10に流
体を供給する電動ポンプ20等が共用されるようになって
いるため、脈波検出器28をカフ10とは別個に配設してい
た従来装置に比較して、装置が一層簡略化される。

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
で表わ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、前記実施例ではカウンタの計数内容Ｃが予め定
められた一定数ａに達する毎に対応関係式（１），
（２）の係数K_max,K_minを求め直すようになっている
が、これは必ずしも必要なものではない。なお、時間を
基準としたり、振動センサ36の位置ずれを検出したり、
求められた血圧値の変動量を算出したりするなど、係数
K_max,K_minの求め直しに際しては種々の条件を定めるこ
とができる。

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、前記実施例の脈波検出器28はあくまでも本発明
に好適に用いられるものの一例で、例えばスプリング等
によって振動センサ36を体表面26に押圧するものなど、
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およびコロトコフ音を体表
面26に振動に基づいて検出する振動センサ36が用いられ
ているが、その振動の基となる圧力変化を感圧ダイオー
ド等の圧電素子を備えた圧力センサによって検出するこ
とにより、上記脈波やコロトコフ音を検出するようにす
ることも可能である。

また、前記実施例ではカフ圧が零の状態で振動センサ
36を体表面26に押圧するようになっているが、30〜40mm
Hg程度の静脈圧よりも低い圧力流体をカフ10内に供給
しておくことにより、被検者に負担を強いることなく、
ハウジング32の後退をある程度制限して振動センサ36の
ハウジング32からの突出量を小さくすることができる。

また、前記実施例ではカフ10が上腕部12に巻回されて
いるが、手首や足に巻回して血圧測定を行うこともでき
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構
成を説明するブロック線図である。第２図は第１図の装
置に備えられている脈波検出器の縦断面図である。第３
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。 10:カフ、20:電動ポンプ 22:圧力センサ、24:排出弁装置 26:体表面、28:脈波検出器 36:振動センサ（センサ） 62:制御装置、64:K音弁別フィルタ 66:脈波弁別フィルタステップS2:血圧測定手段ステップS5:対応関係決定手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】人体の一部に巻回されたカフの内側に設け
られ、該人体の体表面に押圧されて該人体内の動脈から
発生する振動を検出する振動センサと、該振動センサの出力信号からコロトコフ音を示す信号を
弁別して出力するＫ音弁別フィルタを有するＫ音検出手
段と、前記振動センサの出力信号から脈波を示す信号を弁別し
て出力する脈波弁別フィルタを有する脈波検出手段と、前記カフの圧迫圧を変化させて前記コロトコフ音の発生
消滅を検出することにより最高および最低血圧値を測定
する血圧測定手段と、該血圧測定手段によって測定された最高および最低血圧
値と前記脈波検出手段によって検出された脈波の最大値
および最小値との対応関係を求める対応関係決定手段
と、該対応関係決定手段によって対応関係が求められた後
は、前記脈波検出手段によって検出された脈波の最大値
および最小値と該対応関係とに基づいて血圧値を連続的
に測定する制御手段と、を含み、前記脈波検出手段における脈波の検出と前記血圧測定手
段におけるコロトコフ音の検出とを、前記カフに配設さ
れた共通の振動センサを用いて行うようにしたことを特
徴とする血圧連続測定装置。
【請求項２】前記血圧測定手段は、予め定められた一定
の測定条件が満たされたときには前記血圧値を測定し直
すものであり、前記対応関係決定手段は、該血圧値が測
定し直される毎に該血圧値と前記脈波検出手段によって
検出された最新の脈波とを用いて前記対応関係を求め直
すものである請求項１に記載の血圧連続測定装置。