JP2855767B2 - Electronic sphygmomanometer - Google Patents

Electronic sphygmomanometer

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JP2855767B2
JP2855767B2 JP2082578A JP8257890A JP2855767B2 JP 2855767 B2 JP2855767 B2 JP 2855767B2 JP 2082578 A JP2082578 A JP 2082578A JP 8257890 A JP8257890 A JP 8257890A JP 2855767 B2 JP2855767 B2 JP 2855767B2
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、ファジア論理を用い、短時間で血圧値を
決定できる電子血圧計に関する。
The present invention relates to an electronic sphygmomanometer that can determine a blood pressure value in a short time using fuzzy logic.

(ロ)従来の技術 従来電子血圧計としては、上腕等にカフを巻き付けて
測定する(リバロッチ法)ものが知られている。この電
子血圧計はカフ内の空気圧(以下単にカフ圧という)を
所定の速度で変化させ、この変化の過程で生じる心血管
情報(脈波、コロトコフ音等)を検出して収縮期圧、拡
張期圧(いわゆる最高血圧、最低血圧)を決定する。
(B) Conventional technology As a conventional electronic sphygmomanometer, there is known an electronic sphygmomanometer in which a cuff is wound around an upper arm or the like (Rivaloch method). This electronic sphygmomanometer changes air pressure in the cuff (hereinafter simply referred to as cuff pressure) at a predetermined speed, detects cardiovascular information (pulse wave, Korotkoff sound, etc.) generated in the process of this change, and detects systolic pressure and diastolic pressure. Determine the period pressure (so-called systolic blood pressure, diastolic blood pressure).

上記従来の電子血圧計では、カフ圧を収縮期圧以上か
ら拡張期圧以下までの範囲にわたり変化させる必要があ
るため測定時間が数10秒から1分以上に及び、長時間を
要し、血圧の急激な変動を捉えられない上、使用者の苦
痛を招くなどの問題点があった。
In the above-mentioned conventional electronic blood pressure monitor, the cuff pressure needs to be changed over a range from the systolic pressure to the diastolic pressure, so that the measuring time ranges from several tens of seconds to one minute or more, and takes a long time, There is a problem that it is not possible to catch the rapid fluctuation of the information and to cause pain for the user.

また、上記従来の電子血圧計では、カフの加圧が不足
し、初期のカフ圧が低いと血圧の決定ができない。特
に、心血管情報として脈波を用いる(いわゆるオシロメ
トリック方式)の電子血圧計では測定中に加圧不足を検
出することが困難であり、加圧不足のまま測定が行われ
た場合には、再度測定をしなおさなければならない場合
がしばしば生じる問題点があった。
Further, in the above-mentioned conventional electronic sphygmomanometer, the pressure of the cuff is insufficient and the blood pressure cannot be determined if the initial cuff pressure is low. In particular, it is difficult to detect insufficient pressurization during measurement with an electronic sphygmomanometer that uses a pulse wave as cardiovascular information (so-called oscillometric method). There was a problem that the measurement had to be repeated again.

そこで、本願出願人は、上記問題点を解決するため、
ファジイ論理を適用した電子血圧計を既に出願してい
る。この先願に係る電子血圧計は、脈波の波形が、収縮
期圧又は拡張期圧を基準とするカフ圧レベル(以下相対
カフ圧という)に依存して変化することに着目したもの
であり、脈波波形により相対カフ圧を推定している。
Therefore, the applicant of the present application has solved the above problem,
An electronic sphygmomanometer to which fuzzy logic is applied has already been filed. The electronic sphygmomanometer according to the prior application focuses on the fact that the waveform of a pulse wave changes depending on a cuff pressure level based on a systolic pressure or a diastolic pressure (hereinafter referred to as a relative cuff pressure), The relative cuff pressure is estimated from the pulse waveform.

脈波波形を評価するには、例えば、脈波振幅AMP、脈
波積分レベルRAV、波形幅比WID屈折率CON等の波形パラ
メータを用いている。今、脈波振幅AMPについて考えて
みると、第9図(a)は多数の被験者について得られ
た、脈波振幅AMPと相対カフ圧(収縮期圧PSYS基準)
PC′の関係をドットプロットしたものである。この第9
図(a)に示されているのは、いわば脈波振動AMPと相
対カフ圧PC′とを変数する確立密度分布であり、これを
用いてメンバーシップ関数を生成することができる。
In order to evaluate the pulse wave waveform, for example, waveform parameters such as a pulse wave amplitude AMP, a pulse wave integration level RAV, and a waveform width ratio WID refractive index CON are used. Considering now the pulse wave amplitude AMP, FIG. 9 (a) shows the pulse wave amplitude AMP and relative cuff pressure (systolic pressure P SYS standard) obtained for many subjects.
This is a dot plot of the relationship of P C ′. This ninth
FIG. 7A shows a probability density distribution in which the pulse wave oscillation AMP and the relative cuff pressure P C ′ are variable, and a membership function can be generated using the probability density distribution.

脈波振幅AMPが実測されれば、この脈波振幅AMPで第
9図(a)の確立密度分布を切断した時、その切り口は
第1図中(a)で示すようになり、この脈波振幅AMP
に対する、相対カフ圧を変数とするメンバーシップ関数
Pampとすることができる。このようなメンバーシップ関
数は、他のパラメータについても、それぞれの確立密度
分布を実測値RAV、WID、CONで切断して得ること
ができる〔第1図中(b)(c)(d)、第9図(b)
(c)(d)参照〕。
If the pulse wave amplitude AMP is actually measured, when the established density distribution shown in FIG. 9A is cut by the pulse wave amplitude AMP * , the cut is as shown in FIG. 1A. Wave amplitude AMP *
Membership function with relative cuff pressure as a variable for
Can be P amp . Such a membership function can be obtained for other parameters by cutting each of the probability density distributions with the actual measurement values RAV * , WID * , and CON * [(b) (c) ( d), FIG. 9 (b)
(See (c) and (d)).

こうして得られた、メンバーシップ関数Pamp、Prav
Pwid、Pconに乗算や加算等の所定の論理計算を施して得
られた関数Pは、例えば第1図中(e)に示すようにな
り、この関数Pの極大値Pmaxに対応する相対カフ圧Pc
が最も確からしいものであると推定することができ
る。相対カフ圧Pcが推定できれば、この相対カフ圧
Pcと現在のカフ圧を用いて収縮期圧又は拡張期圧を
容易に算出することができる。
The membership functions P amp , Prav ,
A function P obtained by performing a predetermined logical calculation such as multiplication or addition on P wid and P con is as shown in FIG. 1 (e), for example, and corresponds to the maximum value P max of this function P. Relative cuff pressure P c
* Can be presumed to be the most likely. If the relative cuff pressure P c* can be estimated, this relative cuff pressure
The systolic or diastolic pressure can be easily calculated using P c* and the current cuff pressure.

上記先願に係る電子血圧計では、各パラメータについ
ての確率密度分布を、それぞれ離散化した行列の形でデ
ータとしてメモリに記憶しており、実際に検出した脈波
から脈波パラメータを算出し、各パラメータについての
メンバーシップ関数をメモリ内のデータから選び出し、
選び出したメンバーシップ関数に所定の論理演算を施し
て、血圧値を決定する構成を有している。脈波パラメー
タを算出するには、原理的には一拍の脈波だけを検出す
ればよいのであるから、測定時間を短縮し、迅速な測定
が可能となる。また、脈波を検出するにはカフを加圧す
る必要はあるが、その圧力は脈波が検出できる値であれ
ばよいから加圧不足によって測定不可能となることは少
ない。
In the electronic sphygmomanometer according to the prior application, the probability density distribution for each parameter is stored in the memory as data in the form of a discretized matrix, and the pulse wave parameter is calculated from the actually detected pulse wave, Select the membership function for each parameter from the data in memory,
A predetermined logic operation is performed on the selected membership function to determine a blood pressure value. In order to calculate the pulse wave parameter, in principle, only one pulse wave needs to be detected, so that the measurement time can be shortened and the measurement can be performed quickly. In order to detect a pulse wave, it is necessary to pressurize the cuff, but the pressure only needs to be a value at which the pulse wave can be detected.

(ハ)発明が解決しようとする課題 上記先願に係る電子血圧計では、論理計算の結果得ら
れた関数Pは、実際の相対カフ圧付近で常に大きくなる
筈であるが、時にはそこから大きくはずれた相対カフ圧
Pcにおいても、破線で示すように大きな極大点を生
じることがある〔第1図(e)参照〕。これは測定中に
圧力ノイズなどが混入して脈波波形が乱れ、一部の波形
パラメータが影響を受けた時などに起こり得る。このよ
うな場合、この相対カフ圧Pc+を用いて血圧値を決定す
ると大きな誤差が生じる。
(C) Problems to be Solved by the Invention In the electronic sphygmomanometer according to the above-mentioned prior application, the function P obtained as a result of the logical calculation should always increase near the actual relative cuff pressure, but sometimes increases from there. Deviated relative cuff pressure
Also at P c+ , a large maximum point may occur as shown by a broken line (see FIG. 1 (e)). This may occur, for example, when pressure noise or the like is mixed during the measurement to disturb the pulse waveform and some waveform parameters are affected. In such a case, when the blood pressure value is determined using the relative cuff pressure Pc + , a large error occurs.

この発明は、上記に鑑みなされたものであり、脈波波
形が乱れたような場合であっても、正確に血圧値を決定
できる電子血圧計の提供を目的としている。
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an electronic sphygmomanometer that can accurately determine a blood pressure value even when a pulse wave waveform is disturbed.

(ニ)課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、この発明の電子血圧計は、 被験者に装着されるカフと、 このカフ内の空気を所定圧まで加圧する加圧手段と、 前記カフ内の空気を排気する排気手段と、 前記カフ内の空気圧を検出する圧力検出手段と、 前記被験者の脈波を検出する脈波検出手段と、 この脈波検出手段で検出された脈波より、この脈波波
形を表す複数のパラメータを算出する脈波パラメータ算
出手段と、 これらパラメータのそれぞれについて、各パラメータ
と、前記カフ内の空気圧の、血圧値に対する相対圧とを
変数するメンバーシップ関数を記憶しているメンバーシ
ップ関数記憶手段と、 前記脈波パラメータ算出手段により算出された各パラ
メータに対応するメンバーシップ関数を、前記メンバー
シップ関数記憶手段に記憶されているメンバーシップ関
数よりそれぞれ選出するメンバーシップ関数選出手段
と、 このメンバーシップ関数選出手段により選出された各
パラメータについてのメンバーシップ関数に、所定の論
理計算を施して前記相対圧を推定し血圧値を決定する血
圧値決定手段とを備えてなる電子血圧計において、 前記メンバーシップ関数記憶手段は、前記相対圧の推
定範囲を限定する推定範囲限定メンバーシップ関数を記
憶し、 前記血圧値決定手段は、選出されたメンバシーップ関
数に加えて、この推定範囲限定メンバーシップ関数を用
いて、前記相対圧を推定することを特徴とするものであ
る。
(D) Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, an electronic sphygmomanometer according to the present invention includes: a cuff to be mounted on a subject; a pressurizing unit configured to pressurize air in the cuff to a predetermined pressure; Exhaust means for exhausting air in the cuff, pressure detecting means for detecting air pressure in the cuff, pulse wave detecting means for detecting a pulse wave of the subject, and a pulse wave detected by the pulse wave detecting means. A pulse wave parameter calculating means for calculating a plurality of parameters representing the pulse wave waveform, and for each of these parameters, a membership function for varying each parameter and the relative pressure of the air pressure in the cuff to the blood pressure value. Storing the membership function storing means, and the membership function corresponding to each parameter calculated by the pulse wave parameter calculating means, A membership function selecting means for selecting each from the membership functions stored in the storage means; and a membership function for each parameter selected by the membership function selecting means, performing a predetermined logical calculation to perform the relative pressure calculation. An electronic sphygmomanometer comprising: a blood pressure value determining unit that estimates a blood pressure value by estimating the relative pressure. The membership function storage unit stores an estimated range limited membership function that limits an estimated range of the relative pressure. The blood pressure value determining means estimates the relative pressure by using the estimated range limited membership function in addition to the selected member sheep function.

(ホ)作用 生体において、収縮期圧は通常50mmHg〜260mmHgの範
囲(生理的範囲)にある。そこで、相対カフ圧をこの生
理的範囲内に限定するメンバーシップ関数、例えば生理
的範囲外では零となるメンバーシップ関数を、各パラメ
ータについてのメンバーシップ関数と共に用い論理計算
を施せば、推定される相対カフ圧は生理的範囲内に収ま
る。従って、圧力ノイズなどが混入して、脈波波形が乱
れても、決定される血圧値が生理的範囲外となることが
防止できる。
(E) Action In a living body, the systolic pressure is usually in the range of 50 mmHg to 260 mmHg (physiological range). Therefore, a membership function that limits the relative cuff pressure within this physiological range, for example, a membership function that is zero outside the physiological range, is used together with the membership function for each parameter, and is subjected to logical calculation to be estimated. The relative cuff pressure falls within the physiological range. Therefore, even if the pulse wave waveform is disturbed due to the mixing of pressure noise or the like, the determined blood pressure value can be prevented from being outside the physiological range.

(ヘ)実施例 この発明の一実施例を図面に基づいて以下に説明す
る。
(F) Embodiment One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第5図は、この実施例電子血圧計の構成を説明するブ
ロック図である。2は、被験者の上腕部に装着されるカ
フであり、このカフ2には、排気弁3、加圧ポンプ(加
圧手段)4、圧力センサ(圧力検出手段)5が接続され
る。排気弁3及び加圧ポンプ4は、MPU10により制御さ
れる。圧力センサ4の出力信号(以下カフ圧信号とい
う)は、増幅器6で増幅された後、一つはそのままアナ
ログ/デジタル(A/D)変換器8に入力されてデジタル
変換され、MPU10に取り込まれる。一方、カフ圧信号
は、バンドパスフィルタ7に入力され脈波信号が検出さ
れる。この脈波信号もA/D変換器8でデジタル変換さ
れ、MPU10に取り込まれる。
FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of the electronic blood pressure monitor of this embodiment. Reference numeral 2 denotes a cuff to be attached to the upper arm of the subject. The cuff 2 is connected to an exhaust valve 3, a pressurizing pump (pressurizing means) 4, and a pressure sensor (pressure detecting means) 5. The exhaust valve 3 and the pressure pump 4 are controlled by the MPU 10. After an output signal of the pressure sensor 4 (hereinafter referred to as a cuff pressure signal) is amplified by an amplifier 6, one of the output signals is directly input to an analog / digital (A / D) converter 8 to be digitally converted and taken into the MPU 10. . On the other hand, the cuff pressure signal is input to the band pass filter 7 and a pulse wave signal is detected. This pulse wave signal is also digitally converted by the A / D converter 8 and taken into the MPU 10.

MPU10は、脈波波形のパラメータを算出する機能、算
出されたパラメータに基づきメンバーシップ関数を選出
する機能、選出されたメンバーシップ関数及び推定範囲
限定メンバーシップ関数に論理演算を施して血圧値を決
定する機能等を備えている。
The MPU 10 determines a blood pressure value by performing a logical operation on a function of calculating a parameter of a pulse waveform, a function of selecting a membership function based on the calculated parameter, and a selected membership function and an estimated range limited membership function. Function.

MPU10内のメモリ10a内には、上記メンバーシップ関数
のデータテーブル及び動作プログラムが記憶されてい
る。また、MPU10には、表示器9が接続されており、決
定された血圧値等が表示される。
In the memory 10a in the MPU 10, a data table of the membership function and an operation program are stored. The display unit 9 is connected to the MPU 10, and the determined blood pressure value and the like are displayed.

次に、実施例電子血圧計の全体動作を第3図及び第6
図を参照しながら以下に説明する。
Next, FIG. 3 and FIG.
This will be described below with reference to the drawings.

まず、カフ2を被験者の上腕部に巻き付け、血圧測定
を開始させる。最初にMPU10は、排気弁3を閉状態にし
〔ステップ(以下STという)1、第6図参照〕、加圧ポ
ンプ4をオンにする(ST2)。MPU10は、A/D変換器8よ
りカフ圧信号を取り込んで(ST3)、現在のカフ圧が所
定圧Pcoに達したか否かを判定する(ST4)。この判定が
NOの場合にはST3へ分岐し、YESの場合には、ST5へ分岐
する。すなわち、現在のカフ圧が設定値Pcoに達するま
で、ST3、ST4の処理が反復される。この設定値Pcoは、
収縮期圧より低く拡張期圧より高いことが望ましいが、
厳密に設定する必要はない。
First, the cuff 2 is wrapped around the upper arm of the subject to start blood pressure measurement. First, the MPU 10 closes the exhaust valve 3 (step (hereinafter referred to as ST) 1; see FIG. 6), and turns on the pressurizing pump 4 (ST2). MPU10 takes in the cuff pressure signal from the A / D converter 8 (ST3), determines whether the current cuff pressure reaches a predetermined pressure P co (ST4). This judgment
If NO, the process branches to ST3, and if YES, the process branches to ST5. That is, until the current cuff pressure reaches the set value P co, processing of ST3, ST4 is repeated. This set value P co is
Desirably lower than systolic pressure and higher than diastolic pressure,
There is no need to set it strictly.

ST5では、MPU10が加圧ポンプ4を停止させる。そし
て、MPU10はカフ圧Pcを取り込み(ST6)、さらに脈波信
号を取り込む(ST7)。MPU10は、第3図に示すようにし
きい値TH0を適用して、脈波Pw(t)を区切り(ST8)、
区切点Tst、Tenが検出できたか否かを判定する(ST
9)。この判定がNOの場合にはST7へ分岐し、YESの場合
にはST10へ分岐する。すなわち脈波が1拍得られるま
で、ST6〜ST9の処理が反復される。なお、カフ圧Pcを取
り込むタイミングは、脈波検出中あるいは脈波区切り点
検出後でもよく、あるいは脈波信号と共にサンプリング
してその平均値をとる構成としてもよい。
In ST5, the MPU 10 stops the pressurizing pump 4. Then, the MPU 10 captures the cuff pressure Pc (ST6), and further captures a pulse wave signal (ST7). The MPU 10 applies the threshold value TH 0 as shown in FIG. 3 to separate the pulse wave P w (t) (ST8),
It is determined whether or not the break points T st and T en have been detected (ST
9). When the determination is NO, the process branches to ST7, and when the determination is YES, the process branches to ST10. That is, the processing of ST6 to ST9 is repeated until one pulse wave is obtained. The timing of capturing the cuff pressure Pc may be during the detection of the pulse wave or after the detection of the pulse wave break point, or may be configured to sample together with the pulse wave signal and take an average value thereof.

ST10では、MPU10は脈波パラメータAMP、RAV、WID、CO
Nを算出し、これらパラメータを用いて血圧値を決定す
る(ST11)。ST10、ST11の処理の詳細は後述する。
In ST10, the MPU 10 uses the pulse wave parameters AMP, RAV, WID, CO
N is calculated, and a blood pressure value is determined using these parameters (ST11). Details of the processing of ST10 and ST11 will be described later.

ST12では、MPU10は排気弁3を開にしてカフ圧を零に
し、ST11で決定された血圧値を表示器9に表示させ(ST
13)、測定を終了する。なお、上記説明では脈波を1拍
とり、この1拍について脈波パラメータを算出するとし
ているが、脈波を数拍とり、これらの数拍のそれぞれに
ついて脈波パラメータを算出して、これらを平均すれば
より信頼性が向上する。
In ST12, the MPU 10 opens the exhaust valve 3 to reduce the cuff pressure to zero, and causes the blood pressure value determined in ST11 to be displayed on the display 9 (ST11).
13) End the measurement. In the above description, one pulse wave is taken and the pulse wave parameter is calculated for this one beat. However, several pulse waves are taken, the pulse wave parameters are calculated for each of these several beats, and these are calculated. On average, reliability is improved.

次に、脈波パラメータの算出処理(ST10)について、
第4図及び第7図を参照しながら説明する。
Next, regarding the pulse wave parameter calculation process (ST10),
This will be described with reference to FIGS. 4 and 7.

この実施例電子血圧計では、脈波パラメータとして、
脈波振幅AMP、積分レベルRAV、波形幅比WID、屈曲率CON
の4種類を採用している。もちろん、脈波パラメータ
は、これら4つに限定されるものではない。
In this example electronic blood pressure monitor, as a pulse wave parameter,
Pulse wave amplitude AMP, integration level RAV, waveform width ratio WID, flexion rate CON
Are adopted. Of course, the pulse wave parameters are not limited to these four.

まず、MPU10は脈波Pw(t)が最大、最小となる時刻T
max、Tminを検索し、Tmax、Tminにそれぞれ対応する脈
波最大値Pwmax、脈波最小値Pwminをメモリ10aに記憶す
る〔ST101、第4図中(a)参照〕。そして、Pwmaxより
Pwminを減じて、脈波振幅AMPを参集する(ST102)。
First, the MPU 10 determines the time T at which the pulse wave Pw (t) becomes maximum and minimum.
max, searching T min, T max, T min to the corresponding pulse wave maximum value Pw max, stores the pulse wave minimum value Pw min in the memory 10a [ST 101, in FIG. 4 (a) refer to Fig. And from Pw max
The pulse wave amplitude AMP is gathered by subtracting Pw min (ST102).

次に、脈波Pw(t)の時間平均を振幅AMPで正規化し
た値である積分レベルRAV〔%〕を以下の(1)式より
算出する〔ST103、第4図中(b)参照〕。
Next, an integration level RAV [%], which is a value obtained by normalizing the time average of the pulse wave Pw (t) with the amplitude AMP, is calculated from the following equation (1) [ST103; see FIG. 4 (b)]. .

続いて、波形幅比WID〔%〕の算出が行われるが〔ST1
04〜ST108、第4図(c)参照〕、このWIDは、脈波Pw
(t)の最大値Pwmax出現より所定のしきい値TH1まで減
少するまでの時間を、脈波の周期(Ten−Tst)で正規化
した値である。
Subsequently, the waveform width ratio WID [%] is calculated.
04-ST108, see FIG. 4 (c)], and this WID is the pulse wave Pw.
The maximum value Pw max predetermined time to decrease to the threshold TH 1 than the appearance of (t), a normalized value in a cycle of the pulse wave (T en -T st).

まず、しきい値TH1を以下の(2)式で設定するが、
この(2)式中のxは0〜1の範囲で予め定められる定
数である(ST104)。
First, to set the threshold TH 1 by the following equation (2),
X in the equation (2) is a constant that is predetermined in the range of 0 to 1 (ST104).

TH1=Pwmax+AMP×x …(2) 次に、時間tをTmaxとし(ST105)、このtにサンプ
リング幅Δtを加え(ST106)、このtに対応する脈波P
w(t)がTH1以下になったか否かを判定する(ST10
7)。ST107の判定がNOの場合にはST106へ分岐し、YESの
場合にはST108へ分岐する。ST108では、次の(3)式よ
りWIDを算出する。
TH 1 = Pw max + AMP × x (2) Next, the time t is set to T max (ST105), and the sampling width Δt is added to this t (ST106), and the pulse wave P corresponding to the t is added.
w (t) is determined whether or not it is TH 1 below (ST10
7). When the determination in ST107 is NO, the process branches to ST106, and when the determination is YES, the process branches to ST108. In ST108, WID is calculated from the following equation (3).

ここで、TdecはPw(t)≦TH1となった時間である。 Here, T dec is the time a Pw (t) ≦ TH 1.

最後に屈折率CON〔%〕を算出する(ST109〜ST11
1)。このCONは、1拍内の最大点と最小点との時間区間
〔Tmax、Tmin〕をある所定の比率yで内分する点Tcen
おいて、脈波の最大点と最小点を結ぶ参照直線Lと脈波
Pw(t)との相対比である。
Finally, the refractive index CON [%] is calculated (ST109 to ST11).
1). This CON is a reference connecting the maximum point and the minimum point of the pulse wave at a point T cen which internally divides the time section [T max , T min ] between the maximum point and the minimum point in one beat at a predetermined ratio y. Straight line L and pulse wave
This is a relative ratio to Pw (t).

まず、以下の(4)式によりTcenを求める(ST10
9)。ここでyは、0〜1の範囲で予め設定されている
定数である。
First, T cen is obtained by the following equation (4) (ST10
9). Here, y is a constant preset in the range of 0 to 1.

Tcen=Tmax+(Ten−Tmax)×y …(4) 次に、Tcenにおける参照直線LのレベルRefを以下の
(5)式により算出する(ST110)。
T cen = T max + (T en −T max ) × y (4) Next, the level Ref of the reference straight line L at T cen is calculated by the following equation (5) (ST110).

Ref=Pwmax−AMP×y …(5) そして、以下の(6)式によりCONを算出する。Ref = Pw max −AMP × y (5) Then, CON is calculated by the following equation (6).

次に、血圧決定処理を第1図、第8図及び第9図を参
照しながら説明する。なお、以下の説明では収縮期圧に
ついて説明するが、拡張期圧についても同様に決定する
ことができる。
Next, the blood pressure determination processing will be described with reference to FIG. 1, FIG. 8, and FIG. In the following description, the systolic pressure will be described, but the diastolic pressure can be similarly determined.

まずST201では、ST10で得られたパラメータAMP、RA
V、WID、CONのそれぞれについて階級化(ランク分け)
処理が行われる。後述のメンバーシップ関数のデータテ
ーブルが離散的なので、これに対応させるため階級化処
理が必要となり、具体的には以下の(7)〜(10)式に
より行う。
First, in ST201, the parameters AMP, RA obtained in ST10
Classification (ranking) for each of V, WID, and CON
Processing is performed. Since the data table of the membership function described later is discrete, a classifying process is required to correspond to this. Specifically, the process is performed by the following equations (7) to (10).

Ramp=AMP/Iamp …(7) Rrav=(RAV−Orav)/Irav …(8) Rwid=(WID−Owid)/Iwid …(9) Rcon=CON/Icon …(10) ここで、Iamp、Irav、Iwid、Iconはそれぞれランク幅
である。また、Orav、Owidはオフセット値である。RAV
とWIDの最低値はともに零ではないので、これらについ
てはオフセット値Orav、Owidをそれぞれ減じてから、ラ
ンク幅Irav、Iwidにより除算を行っている。
R amp = AMP / I amp … (7) R rav = (RAV−O rav ) / I rav … (8) R wid = (WID−O wid ) / I wid … (9) R con = CON / I con (10) where I amp , I rav , I wid , and I con are rank widths, respectively. Also, O rav, O wid is offset value. RAV
Since the minimum values of WID and WID are not zero, the offset values O rav and O wid are subtracted from these values, and then divided by the rank widths I rav and I wid .

ST205以降では、このようにランク分けされたパラメ
ータRamp、Rrav、Rwid、Rconを用いて血圧値が決定され
る。その具体的な処理を説明する前に、データテーブル
について説明する。
In ST205 and thereafter, the blood pressure value is determined using the parameters R amp , R rav , R wid , and R con ranked in this manner. Before describing the specific processing, a data table will be described.

第9図(a)(b)(c)(d)は、多数の被験者に
ついて得られたAMP、RAV、WID、CONの実測データを、相
対カフ圧Pc′を横軸にとりドットプロットしたものであ
る。各図に示されているのは、パラメータと相対カフ圧
とを変数とするいわば確率密度分布であり、これらをメ
ンバーシップ関数として採用している。今第9図におい
て、各脈波パラメータがAMP、RAV、WID、CON
あるとすれば、AMP、RAV、WID、CONでそれぞれ
のメンバーシップ関数を切断したとすると、その切り口
はそれぞれ第1図(a)(b)(c)(d)に示すよう
になる。第1図(a)(b)(c)(d)は、それぞれ
AMP、RAV、WID、CONに対して選出されるメンバ
ーシップ関数とみることができる。
FIGS. 9 (a), (b), (c), and (d) are plots of measured data of AMP, RAV, WID, and CON obtained from a large number of subjects, plotted with the relative cuff pressure P c ′ plotted on the horizontal axis. It is. What is shown in each figure is a so-called probability density distribution with parameters and relative cuff pressures as variables, and these are adopted as membership functions. In FIG. 9, if each pulse wave parameter is AMP * , RAV * , WID * , CON * , and if the respective membership functions are cut off at AMP * , RAV * , WID * , CON * , The cut edges are as shown in FIGS. 1 (a), (b), (c) and (d), respectively. 1 (a) (b) (c) (d)
It can be seen as a membership function selected for AMP * , RAV * , WID * , CON * .

この実施例電子血圧計では、パラメータ及び相対カフ
圧Pc′(例えば−60〜+40mmHgの範囲で定着する)をラ
ンク分けし、メンバーシップ関数を離散化してデータテ
ーブルの形でメモリ10aに記憶している。例えば、AMPに
ついてのメンバーシップ関数のデータテーブルはPc′、
AMPをそれぞれm、nにランク分けしたとすると以下の
行列で表すことができる。
In this embodiment, the parameters and the relative cuff pressure P c '(for example, fixed in the range of -60 to +40 mmHg) are classified into ranks, and the membership functions are discretized and stored in the memory 10a in the form of a data table. ing. For example, the membership function data table for AMP is P c ′,
If the AMPs are classified into m and n, respectively, they can be represented by the following matrix.

もし、AMPが算出され、そのランク分けされた値がR
ampであれば、上記行列より、Rampに対応する縦一列
が、このAMPの値に対応するメンバーシップ関数として
選出されることになる。
If AMP is calculated and its ranked value is R
In the case of amp , a vertical column corresponding to R amp is selected from the above matrix as a membership function corresponding to the value of AMP.

再びST202の処理の説明に戻ると、ST202では、相対カ
フ圧Pc′のポインタj及び乗算されたメンバーシップ関
数の最大値を記憶する変数Pmaxの初期値を0とする。ST
203では、上記jを1インクリメントし、ST204では以下
の(11)式により、メンバーシップ関数を乗算する。
Returning to the description of the processing of ST202, in ST202, the initial value of the pointer j of the relative cuff pressure Pc 'and the variable Pmax storing the maximum value of the multiplied membership function are set to 0. ST
In 203, the above j is incremented by one, and in ST204, the membership function is multiplied by the following equation (11).

P(j)=Pamp(j,Ramp)×Prav(j,Rrav) ×Pwid(j,Rwid)×Pcon(j,Rcon) …(11) ST205では、P(j)にさらに推定範囲限定メンバー
シップ関数Pabs(j)を乗じて、P′(j)とする。
P (j) = P amp (j, R amp ) × P rav (j, R rav ) × P wid (j, R wid ) × P con (j, R con ) (11) In ST205, P (j ) Is further multiplied by an estimated range limited membership function P abs (j) to obtain P ′ (j).

P′(j)=P(j)×Pabs(j) …(12) 推定範囲メンバーシップ関数は、第2図に示すよう
に、絶対カフ圧の範囲を生理的範囲内、収縮期圧の場合
には、50〜260mmHgの範囲に限定させるためのものであ
る。収縮期圧がこの50〜260mmHgの範囲外にあることは
非常に稀であり、非常に重篤かつ特殊な場合にしか生じ
ず、一般の電子血圧計では測定の対象とはならないもの
である。
P ′ (j) = P (j) × P abs (j) (12) As shown in FIG. 2, the estimated range membership function sets the range of the absolute cuff pressure within the physiological range and the range of the systolic pressure as In this case, it is intended to limit the range to 50 to 260 mmHg. It is very rare that the systolic pressure is outside the range of 50 to 260 mmHg, and it occurs only in a very serious and special case, and is not measured by a general electronic sphygmomanometer.

もし、P(j)において、脈波波形が乱れた場合等に
実際の収縮期圧に対応する相対カフ圧より大きく離れた
値で極大値を生じても、そのような値ではPabs(j)は
零であり、これを乗ずる結果、P′(j)からはこのよ
うな極大値が排除され、生理的範囲外に相対カフ圧が誤
って推定されることが防止される〔第1図(e)(f)
(g)参照〕。
Even if the pulse wave waveform is disturbed in P (j), even if the local maximum value occurs at a value far away from the relative cuff pressure corresponding to the actual systolic pressure, at such a value, P abs (j ) Is zero, and as a result of multiplication, such a maximum value is excluded from P ′ (j), thereby preventing the relative cuff pressure from being erroneously estimated outside the physiological range [FIG. (E) (f)
(G)).

この推定範囲限定メンバーシップ関数Pabsもm′にラ
ンク分けされて、行列の形でメモリ10aに記憶されてい
る。
This estimated range limited membership function P abs is also classified into m ′ and stored in the memory 10a in the form of a matrix.

〔Pabs(1)、…、Pabs(k)、…、Pabs(m′)〕 ここでkは第2図に示すように、絶対カフ圧のポインタ
であるので、以下の(13)の式を用いて、相対カフ圧の
ポインタjに換算する。ここで、Rpcは離散化間隔また
はPcminは、相対カフ圧の定義範囲の最低値、もし−60
〜+40mmHgに定義した場合には、−60mmHgとなる。
[P abs (1),..., P abs (k),..., P abs (m ')] Here, k is a pointer of the absolute cuff pressure as shown in FIG. Is converted into the pointer c of the relative cuff pressure by using the following equation. Here, R pc is the discretization interval or P cmin is the minimum value of the defined range of the relative cuff pressure.
If it is defined as ~ + 40mmHg, it will be -60mmHg.

j=k+Pcmin/Rpc …(13) 第1図(f)は、このように換算された、推定範囲限定
メンバーシップ関数Pabs(j)を示している。
j = k + P cmin / R pc (13) FIG. 1 (f) shows the estimated range limited membership function P abs (j) converted in this way.

ST206では、ST207で算出されたP′(j)が、Pmax
りも大きいか否かを判定する。この判定がYESの場合に
はST207へ、NOの場合にはST208へそれぞれ分岐する。ST
207では、j、P′(j)をそれぞれMmax、Pmaxに入れ
る。ST208では、jがm以上か否かを判定し、この判定
がNOの場合には、ST203へ分岐し、YESの場合には、ST20
9へ分岐する。
In ST206, it is determined whether or not P ′ (j) calculated in ST207 is larger than Pmax . When the determination is YES, the process branches to ST207, and when the determination is NO, the process branches to ST208. ST
At 207, j and P '(j) are put into Mmax and Pmax , respectively. In ST208, it is determined whether or not j is equal to or greater than m. If this determination is NO, the process branches to ST203, and if YES, ST20
Branch to 9.

ST203〜208の処理は、ST208の判定がYESとなるまで反
復されるが、これは第1図に示すように各パラメータAM
P、RAV、WID、CONに対するメンバーシップ関数及び推定
範囲限定メンバーシップ関数を掛け合わせた関数P′を
算出し、その最大値Pmaxを抽出する処理ということがで
きる。
The processing of ST203 to ST208 is repeated until the determination of ST208 becomes YES, and this is repeated for each parameter AM as shown in FIG.
This can be said to be a process of calculating a function P 'obtained by multiplying the membership function and the estimation range limitation membership function for P, RAV, WID, and CON, and extracting the maximum value Pmax .

ST209では、得られたMmax及びPmaxより、以下の(1
4)式に従って相対カフ圧Pcを推定する。
In ST209, the following (1) was obtained from the obtained M max and P max.
The relative cuff pressure P c* is estimated according to equation (4).

Pc=Pcmin+(Mmax−1)×Rpc …(14) ここで、PcminRpcは、それぞれ前述のように相対カ
フ圧の定義範囲の最低値、離散化間隔である。
P c* = P cmin + (M max −1) × R pc (14) where P cmin and Rpc are the minimum value of the definition range of the relative cuff pressure and the discretization interval, respectively, as described above. .

ST210では、推定された相対カフ圧Pcに現在のカ
フ圧Pc(ST6)を加えて、収縮期圧PSYSを算出する。
In ST210, the systolic pressure P SYS is calculated by adding the current cuff pressure P c (ST6) to the estimated relative cuff pressure P c* .

PSYS=Pc+Pc …(15) なお、この実施例では推定範囲限定メンバーシップ関
数Pabsは、第2図に示すように台形状の関数としている
が、これに限定されるものではなく、適宜設計変更可能
である。
P SYS = P c* + P c (15) In this embodiment, the estimation range limited membership function P abs is a trapezoidal function as shown in FIG. 2, but is not limited to this. Instead, the design can be changed as appropriate.

また、この実施例では、論理計算に乗算を適用してい
るが、加算等他の論理計算を適用してもよく、適宜設計
変更可能である。
Further, in this embodiment, multiplication is applied to the logical calculation. However, other logical calculations such as addition may be applied, and the design can be changed as appropriate.

(ト)発明の効果 以上説明したように、この発明の電子血圧計はメンバ
ーシップ関数記憶手段が、相対圧の推定範囲を限定する
推定範囲限定メンバーシップ関数を記憶し、血圧値決定
手段は、選出されたメンバーシップ関数に加えて、この
推定範囲限定メンバーシップ関数を用いて、前記相対圧
を推定することを特徴とするものである。従って、圧力
ノイズ等により脈波波形が乱れ、一部のパラメータが影
響を受けた場合でも、得られた血圧値が生理的範囲外と
なることが防止され、正確な血圧測定を行える利点を有
している。
(G) Effect of the Invention As described above, in the electronic sphygmomanometer of the present invention, the membership function storage means stores the estimation range limiting membership function for limiting the estimation range of the relative pressure, and the blood pressure value determination means In addition to the selected membership function, the relative pressure is estimated using the estimated range limited membership function. Therefore, even if the pulse wave waveform is disturbed by pressure noise or the like and some parameters are affected, the obtained blood pressure value is prevented from being outside the physiological range, and there is an advantage that accurate blood pressure measurement can be performed. doing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、この発明の一実施例に係る電子血圧計の血圧
値決定処理を説明するためのメンバーシップ関数を示す
図、第2図は、同電子血圧計の推定範囲限定メンバーシ
ップ関数を示す図、第3図は、同電子血圧計の脈波の区
切りを説明する波形図、第4図は、同電子血圧計の脈波
パラメータ算出処理を説明するための波形図、第5図
は、同電子血圧計の構成を説明するブロック図、第6図
は、同電子血圧計の全体動作を説明するフロー図、第7
図は、同電子血圧計のパラメータ算出処理を説明するフ
ロー図、第8図は、同電子血圧計の血圧値決定処理を説
明するフロー図、第9図(a)、第9図(b)、第9図
(c)及び第9図(d)は、それぞれ脈波振幅、積分レ
ベル、波形幅比、屈曲率について相対カフ圧との関係を
説明するための実測データを示す図である。 2:カフ、3:排気弁、 4:加圧ポンプ、5:圧力センサ、 7:バンドパスフィルタ、10:MPU、 10a:メモリ、 Pc:カフ圧、Pc′:相対カフ圧、 AMP:脈波振幅、RAV:積分レベル、 WID:脈波幅比、CON:屈曲率、 Pamp・Prav・Pwid・Pcon:メンバーシップ関数、 Pabs:推定範囲限定メンバーシップ関数。
FIG. 1 is a diagram showing a membership function for explaining a blood pressure value determination process of the electronic sphygmomanometer according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an estimation range limited membership function of the electronic sphygmomanometer. FIG. 3, FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the division of the pulse wave of the electronic sphygmomanometer, FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the pulse wave parameter calculation process of the electronic sphygmomanometer, and FIG. FIG. 6 is a block diagram illustrating the configuration of the electronic sphygmomanometer, FIG. 6 is a flowchart illustrating the overall operation of the electronic sphygmomanometer, and FIG.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a parameter calculation process of the electronic sphygmomanometer, FIG. 8 is a flowchart illustrating a blood pressure value determination process of the electronic sphygmomanometer, FIG. 9 (a), FIG. 9 (b) , FIG. 9 (c) and FIG. 9 (d) are diagrams showing actually measured data for explaining the relationship between the pulse wave amplitude, the integration level, the waveform width ratio, and the bending ratio with the relative cuff pressure. 2: Cuff, 3: Exhaust valve, 4: Pressure pump, 5: Pressure sensor, 7: Band pass filter, 10: MPU, 10a: Memory, P c : Cuff pressure, P c ′: Relative cuff pressure, AMP: pulse wave amplitude, RAV: integration level, WID: pulse wave width ratio, CON: tortuosity, P amp · P rav · P wid · P con: membership functions, P abs: estimation range limited membership functions.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61B 5/022──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) A61B 5/022

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被験者に装着されるカフと、 このカフ内の空気を所定圧まで加圧する加圧手段と、 前記カフ内の空気を排気する排気手段と、 前記カフ内の空気圧を検出する圧力検出手段と、 前記被験者の脈波を検出する脈波検出手段と、 この脈波検出手段で検出された脈波より、この脈波波形
を表す複数のパラメータを算出する脈波パラメータ算出
手段と、 これらパラメータのそれぞれについて、各パラメータ
と、前記カフ内の空気圧の、血圧値に対する相対圧とを
変数するメンバーシップ関数を記憶しているメンバーシ
ップ関数記憶手段と、 前記脈波パラメータ算出手段により算出された各パラメ
ータに対応するメンバーシップ関数を、前記メンバーシ
ップ関数記憶手段に記憶されているメンバーシップ関数
よりそれぞれ選出するメンバーシップ関数選出手段と、 このメンバーシップ関数選出手段により選出された各パ
ラメータについてのメンバーシップ関数に、所定の論理
計算を施して前記相対圧を推定し血圧値を決定する血圧
値決定手段とを備えてなる電子血圧計において、 前記メンバーシップ関数記憶手段は、前記相対圧の推定
範囲を限定する推定範囲限定メンバーシップ関数を記憶
し、 前記血圧値決定手段は、選出されたメンバーシップ関数
に加えて、この推定範囲限定メンバーシップ関数を用い
て、前記相対圧を推定することを特徴とする電子血圧
計。
1. A cuff worn on a subject, a pressurizing means for pressurizing air in the cuff to a predetermined pressure, an exhausting means for exhausting air in the cuff, and a pressure for detecting an air pressure in the cuff. Detecting means, a pulse wave detecting means for detecting the subject's pulse wave, and a pulse wave parameter calculating means for calculating a plurality of parameters representing the pulse wave waveform from the pulse wave detected by the pulse wave detecting means, For each of these parameters, a membership function storage unit that stores a membership function that changes each parameter and a relative pressure of the air pressure in the cuff with respect to the blood pressure value is calculated by the pulse wave parameter calculation unit. A member function for selecting a membership function corresponding to each parameter from the membership functions stored in the membership function storage means. A membership function selecting means, and a blood pressure value determining means for performing a predetermined logical calculation on the membership function for each parameter selected by the membership function selecting means, estimating the relative pressure and determining a blood pressure value. In the electronic sphygmomanometer, the membership function storage unit stores an estimation range limiting membership function that limits the estimation range of the relative pressure, and the blood pressure value determination unit includes, in addition to the selected membership function, An electronic sphygmomanometer for estimating the relative pressure using the estimated range limited membership function.
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