JP3042052B2 - 電子血圧計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オシロメトリック式
血圧計に関する。

【０００２】

【従来の技術】オシロメトリック式血圧計には、例え
ば、カフ圧を時間的に変化させ（図６のａ参照）、この
カフ圧上に重畳する脈波の振幅の変化（図６のｂ参照）
から血圧を算出するものがある。図６の（ｂ）は、この
ような血圧計のカフ圧の減圧過程における脈波振幅の変
化を示したものであり、Ｐ点は最大振幅点（Ａ_MAX とす
る）を示している。また、Ｄ点は、最大振幅点に対して
０．７Ａ_MAX の振幅を有する点であり、Ｓ点は、最大振
幅点に対して０．５Ａ_MAX の振幅を有する点である。そ
して、例えば図６のＳ点とＤ点に対応する図６の（ａ）
の点より、収縮期血圧（最高血圧）と拡張期血圧（最低
血圧）を決定していた。

【０００３】オシロメトリック式血圧計では、以上のよ
うにして血圧値を決定するので、図６（ｂ）のＳ点が検
出できる程度の加圧が必要であるが、計測前には収縮期
血圧（最高血圧）を予測できないので加圧目標値を適切
な値に設定することは難しく、血圧変動の激しい高血圧
者においては特に困難である。また、加圧目標値を、む
やみに高い値に設定すると被測定者に苦痛を強いること
にもなる。

【０００４】そこで、従来は、カフ圧の加圧時におい
て、カフ圧信号を捕捉して、このカフ圧信号に重畳する
脈波の振幅の最大値Ａ_MAX を基にして、例えば脈波振幅
が０．５Ａ_MAX となるカフ圧より、簡易的に収縮期圧を
推定していた。そして、この推定した収縮期圧に適当な
値を加算して自動的に加圧目標値を設定していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の電子血圧計では、カフ圧の加圧過程における脈波の振
幅最大値Ａ_MAX を基にして一義的に加圧目標値を決定し
ている。従って、もし振幅最大値の検出を誤った場合に
は、加圧目標値が小さくなり過ぎ、有効な血圧測定がで
きないという問題点があった。

【０００６】この点を更に具体的に説明すると、電子血
圧計ではカフ圧信号から脈波を分離する為にハイパスフ
ィルタを使用しているので、加圧開始時に大きな変動分
を生じてしまうことがある。その為に、加圧直後のカフ
圧の低い点におけるノイズ成分を脈波の振幅最大値とし
て採用してしまい、収縮期圧を非常に低い値に推定して
しまうことがある。そして、このような場合には加圧目
標値も低くなるので、カフを有効に加圧できず、結局、
有効な血圧測定が出来ないことになる。

【０００７】また、例えば使用者が自分で血圧測定する
ような場合は、加圧初期に体動などによる外乱が脈波信
号に混入することがある。そして、この体動による振動
を誤って振幅最大値として採用してしまうと、加圧目標
値が異常に低い値に設定されてしまい、上記と同様に加
圧目標値が低くなって、有効な加圧が出来ないことにな
る。

【０００８】この発明は、この問題点に着目したもので
あって、加圧目標値が異常に低くなることのない電子血
圧計を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明にかかる血圧計は、生体動脈を圧迫するカ
フと、このカフを加圧する加圧手段と、カフ内の圧力を
検出する圧力センサと、この圧力センサの検出したカフ
圧信号からこのカフ圧信号に重畳する脈波成分を抽出す
る脈波抽出手段と、カフ圧の加圧過程において脈波成分
とカフ圧に基づいて収縮期圧を推定する収縮期圧推定手
段と、この収縮期圧推定手段の推定した収縮期圧が所定
値より大きいか否かを判定し、その判定結果に応じて加
圧目標値を決定する加圧目標値決定手段と、カフ圧がこ
の加圧目標値に達した場合に前記加圧手段の動作を停止
させる加圧停止手段と、加圧停止後にカフ圧を徐々に減
圧する減圧手段と、カフ圧の減圧過程で脈波信号を抽出
し、その脈拍信号とカフ圧に基づいて血圧を決定する血
圧決定手段とで構成されている。この発明において、加
圧目標値決定手段は推定した収縮期圧が所定値より大き
くない場合は、例えば推定された収縮期圧と無関係な加
圧目標値を決定する。

【００１０】

【作用】加圧手段はカフを加圧し、圧力センサはカフ内
の圧力（脈波の重畳したカフ圧信号）を検出する。そし
て、脈波抽出手段は、加圧時及び減圧時のカフ圧信号よ
りこの信号に重畳する脈波成分を抽出する。また、収縮
期圧推定手段は、カフ圧の加圧過程において脈波成分と
カフ圧に基づいて収縮期圧を推定する。次に、加圧目標
値決定手段は、推定された収縮期圧を基にして加圧目標
値を設定する。この場合、加圧目標値決定手段は、推定
された収縮期圧が、所定値より小さくないか否かを先ず
判定する。そして、その判定結果に応じ、つまり収縮期
圧が所定値より大きい場合と、そうでない場合により、
それぞれ加圧目標値を決定している。したがって、収縮
期圧が所定値より小さい場合は、例えば推定された収縮
期圧と無関係な所定値に決定し、あまり加圧目標値が小
さくならないようにすることができる。加圧目標値の決
定後、続いて、加圧停止手段は、カフ圧が加圧目標値に
達したか否かを判定して、加圧目標値に達した場合には
加圧手段の動作を停止させる。その後、減圧過程は、カ
フ圧を徐々に減圧してゆく。そして、血圧決定手段は、
カフ圧の減圧過程で脈波振幅の変化を求めて、その変化
を基に血圧値を決定する。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明の一実施例である電子血圧計
のブロック図である。この電子血圧計は、生体動脈を圧
迫するカフ１と、カフ１を加圧するポンプ２と、カフ１
の圧力（空気圧）を急速排気する急速排気弁３と、カフ
１の空気を徐々にに排気する微速排気弁４と、カフ１の
圧力を検出する圧力センサ５と、ローパスフィルタ６
と、圧力センサ５の出力をデジタル値に変換するＡ／Ｄ
変換器７と、Ａ／Ｄ変換器７からの信号を取り込み、後
述する種々の処理を行うＭＰＵ８と、測定した血圧値を
表示する表示器９を備えている。尚、ローパスフィルタ
６は加圧途上で脈波を抽出する場合において、カフ圧信
号上に混入する加圧ポンプ２の圧力ノイズを除去する為
に設けている。

【００１２】図２及び図３は、図１に示す電子血圧計の
全体動作を示すゼェネラルフローチャートである。尚、
脈波抽出処理（ＳＴ２，ＳＴ１２）、脈波振幅算出
処理（ＳＴ３，ＳＴ１３）、血圧推定処理（ＳＴ４）
および血圧算出処理（ＳＴ１４）は、それぞれ以下の
処理をする部分である。 脈波抽出処理：カフ圧データから、カフ圧データに重
畳する脈波成分を抽出する処理である。 脈波振幅算出処理：脈波の起点と終点を１拍ごとに認
識して脈波の振幅を算出する処理である。 血圧推定処理：カフ圧の加圧過程における脈波振幅の
最大値Ａ_MAX を求め、この脈波振幅の最大値Ａ_MAX に基
づいて収縮期圧の推定値ＳＰを決定するサブルーチンで
ある（図４参照）。 血圧算出処理：脈波振幅による脈波の包短線の変化よ
り、最高血圧（収縮期圧）と最低血圧（拡張期圧）を算
出するサブルーチンである（図５参照）。

【００１３】以下、図２及び図３のフローチャートに従
って、図１に示す電子血圧計の動作を説明する。スター
トスイッチなどにより動作が開始されると、ＭＰＵ８は
ポンプ２を駆動して加圧を開始する（ステップＳＴ（以
下ＳＴと略す）１）。次に、脈波抽出処理に移り、Ｍ
ＰＵ８は、カフ圧データから脈波成分を抽出する（ＳＴ
２）。その後、脈波振幅算出処理に移り１拍ごとの脈
波振幅を算出する（ＳＴ３）。そして、血圧推定処理
を実行する（ＳＴ４）。この処理では、最大振幅値Ａ
_MAX が更新される場合と収縮期圧推定値ＳＰが求まる場
合があるが（詳しくは後述する）、カフ圧の上昇が不十
分で未だ収縮期圧推定値ＳＰが求まっていない場合はＳ
Ｔ２に戻ってＳＴ２〜ＳＴ４を繰り返す（ＳＴ５）。

【００１４】収縮期圧推定値ＳＰが求まった場合は、そ
の収縮期圧推定値ＳＰをしきい値（この実施例では１０
０ｍｍＨｇとしている）と比較する（ＳＴ６）。そし
て、収縮期圧推定値ＳＰが１００ｍｍＨｇ以上であれば
加圧目標値を収縮期圧推定値ＳＰより４０ｍｍＨｇだけ
大きく設定し（ＳＴ８）、逆に収縮期圧推定値ＳＰが１
００ｍｍＨｇ未満であれば加圧目標値を１４０ｍｍＨｇ
に設定する（ＳＴ７）。このように、この実施例では、
推定された収縮期圧ＳＰを所定値（例えば１００ｍｍＨ
ｇ）と比較して、いかなる場合にも加圧目標値が１４０
ｍｍＨｇより小さくならないようにしている。従って、
例え収縮期圧の推定を誤っても異常に加圧目標値が低く
なることはない。

【００１５】以降の処理は図３に従って説明する。ＳＴ
８またはＳＴ７の処理により加圧目標値が設定される
と、ＭＰＵ８はポンプ２を駆動して更に加圧を持続す
る。そして、カフ圧が前記の加圧目標値に達したか否か
を判定し（ＳＴ９）、もし、加圧停止点に達したら加圧
をストップして（ＳＴ１０）、微速排気弁４の動作によ
る減圧を開始する（ＳＴ１１）。

【００１６】カフ圧の減圧過程に移行すると、先ず脈波
抽出処理によってカフ圧信号に重畳する脈波を抽出す
る（ＳＴ１２）。そして、脈波振幅算出処理によって
脈波の振幅を算出し（ＳＴ１３）、血圧算出処理をす
る（ＳＴ１４）。この血圧算出処理では、拡張期圧Ｄ
Ｐの値が求まる場合とそうでない場合があるが（詳しく
は後述する）、カフ圧の減圧が不十分で未だ拡張期圧Ｄ
Ｐの値が求まっていない場合はＳＴ１２に戻ってＳＴ１
２〜ＳＴ１５の処理を繰り返す（ＳＴ１５）。この処理
を繰り返していると、やがて拡張期圧ＤＰが決定できる
ので、その後は急速排気弁３を動作させてカフ内の圧力
を排除して（ＳＴ１６）、血圧値を表示器９に表示して
全ての処理を終わる。

【００１７】図４は血圧推定処理（図２のＳＴ４）を
更に詳細に示すフローチャートである。なお、図４にお
いてＡＭＰ（ｎ）は抽出された脈波振幅を示しており、
ｎは抽出された脈波の順番を示す脈波番号である。ま
た、各脈波振幅ＡＭＰ（ｎ）に対する各カフ圧ＰＣ
（ｎ）は、この処理の直前に実行される脈波振幅算出処
理（ＳＴ３）で算出されている。尚、脈波番号ｎと、
脈波振幅の最大値を求める為の変数Ａ_MAX は、共に０に
初期設定されている。以下、図４に従って血圧推定処理
の内容を説明する。

【００１８】先ず、脈波の番号ｎを更新したうえで（Ｓ
Ｔ２１）、脈波振幅ＡＭＰ（ｎ）を脈波振幅最大値Ａ
_MAX と比較する（ＳＴ２２）。ここでＡＭＰ（ｎ）≧Ａ
_MAX である場合は、脈波の包絡線が上昇過程にあり、未
だ極大点に達していないと判断してＡ_MAX にＡＭＰ
（ｎ）の値を代入して（ＳＴ２３）、メインルーチンに
戻る。逆に、ＡＭＰ（ｎ）＜Ａ_MAX の場合には、脈波振
幅の包絡線が極大点を通過して減少過程にあると判断し
て、脈波振幅ＡＭＰ（ｎ）を収縮期圧決定の為のしきい
値と比較する（ＳＴ２４）。この実施例では、収縮期圧
決定の為のしきい値を例えば０．５Ａ_MAX に設定してお
り、ＡＭＰ（ｎ）≦０．５Ａ_MAX なら次の処理に移って
収縮期圧の推定値ＥＳＰを算出する（ＳＴ２５）。逆
に、ＡＭＰ（ｎ）＞０．５Ａ_MAX なら収縮期圧の推定値
を決定しないでメインルーチンに戻る。尚、加圧期間で
はカフ圧の変化が大きく、脈波間のカフ圧間隔が広い
為、脈波振幅がしきい値以下に減少した時点でのカフ圧
を、そのまま収縮期圧の推定値として採用すると精度が
悪い。そこで、本実施例では、以下の直線補完式を用い
て収縮期圧の推定値ＥＳＰを算出している。

【００１９】

【数１】

【００２０】尚、（数１）におけるＴＨ_S は、収縮期圧
決定の為のしきい値である。図５は、血圧算出処理
（図３のＳＴ１４）を詳細に示すフローチャートであ
る。尚、脈波振幅ＡＭＰ（ｎ）やカフ圧Ｐ（ｎ）は、脈
波抽出処理（ＳＴ１２）、脈波振幅算出処理（ＳＴ１
３）において既に算出されており、また、脈波の番号ｎ
や収縮期圧、拡張期圧の算出の為の変数ＳＰ、ＤＰ及び
脈波振幅の最大値を求める為の変数Ａ_MAX は全て０に初
期設定されている。

【００２１】以下、図５のフローチャートに基づいて、
カフ圧の減圧過程で、どのようにして収縮期圧と拡張期
圧を算出するかを説明する。先ず、脈波の番号ｎの値が
更新された後（ＳＴ３１）、脈波振幅ＡＭＰ（ｎ）が最
大値Ａ_MAXと比較される（ＳＴ３２）。もしＡＭＰ
（ｎ）＞Ａ_MAX であれば脈波振幅の包絡線が未だ極大点
に達していないと判断してＳＴ４０に移ってＡＭＰ
（ｎ）の値をＡ_MAX に代入した後、メインルーチンに戻
る（ＳＴ４０）。

【００２２】一方、ＡＭＰ（ｎ）≦Ａ_MAX である場合に
は、脈波振幅の包絡線は既に極大点を通過して減少過程
にあると判断して、収縮期圧ＳＰが初期値０のままであ
るか否かを判定する（ＳＴ３３）。ここで、もしＳＰが
０以外であれば、収縮期圧ＳＰは既に決定されているの
であるからＳＴ３８にスキップし、逆にＳＰが０であれ
ば収縮期圧ＳＰを決定する為にＳＴ３４に移行する（Ｓ
Ｔ３３）。

【００２３】すなわち、ＳＴ３４以降は収縮期圧ＳＰの
決定を行う処理である。まず脈波のカウンタｊを現在の
脈波番号ｎにセットし（ＳＴ３４）、カウンタｊを１つ
づつ減算して（ＳＴ３５）、ｊで指定される脈波振幅Ａ
ＭＰ（ｊ）を、収縮期圧決定の為のしきい値と比較する
（ＳＴ３６）。この実施例では、収縮期圧ＳＰを決定す
る為のしきい値を、例えば０．５Ａ_MAX に設定している
ので、ＡＭＰ（ｊ）＞０．５Ａ_MAX である限りＳＴ３５
とＳＴ３６を繰り返す。そして、もしＡＭＰ（ｊ）≦
０．５Ａ_MAX の関係を満たす脈波番号ｊが見つかれば、
その番号ｊに対するカフ圧ＰＣ（ｊ）を収縮期圧ＳＰと
して採用する（ＳＴ３７）。

【００２４】収縮期圧ＳＰの決定が終わると、次に拡張
期圧ＤＰの決定をする。先ず、ＡＭＰ(ｎ)の値が拡張期
圧ＤＰ決定の為のしきい値以下に減少したか否かを判定
する(ＳＴ３８)。この実施例では、拡張期圧ＤＰ決定の
為のしきい値を０．７Ａ_MAX に設定しているのでＡＭＰ
（ｎ）＞０．７Ａ_MAX なら何もしないでメインルーチン
に戻るが、ＡＭＰ（ｎ）≦０．７Ａ_MAX なら、その時の
脈波番号ｎに対するカフ圧ＰＣ（ｎ）を拡張期圧ＤＰと
して採用してメインルーチンに戻る（ＳＴ３９）。尚、
図５に示す血圧算出処理（図３ではＳＴ１４）は、拡
張期圧を決定するための変数ＤＰが０である限り、繰り
返し処理されるので（図３のＳＴ１５参照）、最大振幅
Ａ_MAX が決定された後、脈波抽出処理ＳＴ１２と脈波振
幅算出処理ＳＴ１３を何回か繰り返すことによって拡張
期圧ＤＰ（０．７Ａ_MAX ）を決定できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
電子血圧計では、収縮期圧が所定値よりも高く推定され
た時と低く推定された場合に、それぞれ異なる態様で加
圧目標値を決定する。そのため、例えば収縮期圧所定値
よりも低く推定された場合に、その推定値とは無関係に
加圧目標値を設定することにより、外乱の混入などによ
って、例え収縮期圧の推定を誤った場合でも、カフ圧は
正常に加圧されて有効な血圧測定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である電子血圧計の回路ブ
ロック図である。

【図２】図１の電子血圧計の全体動作を説明する為のフ
ロー図の一部である。

【図３】図１の電子血圧計の全体動作を説明する為のフ
ロー図の残りの一部である。

【図４】図１の電子血圧計の血圧推定処理を説明する為
のフロー図である。

【図５】図１の電子血圧計の血圧算出処理を説明する為
のフロー図である。

【図６】オシロメトリック方式の電子血圧計における血
圧決定方法を説明する為の図である。

【符号の説明】

１ カフ ２ ポンプ ３ 急速排気弁 ４ 微速排気弁 ５ 圧力センサ ８ ＭＰＵ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生体動脈を圧迫するカフと、このカフを加
   圧する加圧手段と、カフ内の圧力を検出する圧力センサ
   と、この圧力センサの検出したカフ圧信号からこのカフ
   圧信号に重畳する脈波成分を抽出する脈波抽出手段と、
   カフ圧の加圧過程において脈波成分とカフ圧に基づいて
   収縮期圧を推定する収縮期圧推定手段と、この収縮期圧
   推定手段の推定した収縮期圧が所定値より大きいか否か
   を判定し、その判定結果に応じて加圧目標値を決定する
   加圧目標値決定手段と、カフ圧がこの加圧目標値に達し
   た場合に前記加圧手段の動作を停止させる加圧停止手段
   と、加圧停止後にカフ圧を徐々に減圧する減圧手段と、
   カフ圧の減圧過程で脈波信号を抽出し、その脈拍信号と
   カフ圧に基づいて血圧を決定する血圧決定手段とを備え
   ることを特徴とする電子血圧計。
2. 【請求項２】 前記加圧目標値決定手段は、前記収縮期圧
   推定手段 の推定した収縮期圧が所定値より大きいか否か
   を判定し、大きい場合は加圧目標値を推定した収縮期圧
   より第２の所定値だけ大きく決定し、小さい場合は加圧
   目標値を予め定めた第３の所定値に決定するようにした
   ことを特徴とする請求項１記載の電子血圧計。