JP3571435B2 - 脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被測定者の血圧測定を行うための自動血圧測定装置としては、例えば、生体の一部に巻回されたカフの圧迫圧力を変化させる過程で、カフにおける心拍に同期して発生する脈波を検出し、この脈波の振幅の変化に基づいてよく知られるオシロメトリック方式により生体の血圧値を決定する自動血圧測定装置が知られている。例えば、特開平６−２９２６６０号公報に記載された自動血圧測定装置がそれである。
【０００３】
ところで、上記のような自動血圧測定装置に対して、例えば、カフから突き出された被測定者の右腕を支持し、且つ先端部に心電誘導波形検出用の心電電極が設けられた第１アームレストがカフの背面方向に上向きに傾斜して設けられ、また、被測定者の左腕を支持し、且つ先端部に心電誘導波形検出用の心電電極が設けられた第２アームレストが本体左側に水平状に設けられることにより、血圧測定と同時に被測定者の右腕の手首と左腕の手首とから検出される心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位から、前記脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位までの時間差を算出し、その時間差に基づいて生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度も測定することが可能な脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置が考えられている。
【０００４】
このような脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置によれば、血圧測定と同時に脈波伝播速度も測定されるので、脈波伝播速度と被測定者の動脈硬化度とは密接な関係を有しているという既知の事実に基づき、日常的に血圧降下剤を服用している慢性的な高血圧患者に対しても、例えば、食事療法などによる症状の改善の程度を継続的に評価することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
ところが、このような脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置においては、心拍に同期して発生する脈波の振幅の変化に基づいて血圧値決定を行うため、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化すると、正確な血圧値決定が行えなくなり、血圧測定精度に重大な影響が及ぼされることがあった。
【０００６】
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、脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置において、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化しても、常に一定の血圧測定精度を維持させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための第１の手段】
上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、生体の一部に巻回されたカフの圧迫圧力を変化させる過程で、カフにおいて心拍に同期して発生する脈波を検出し、その脈波の振幅の変化に基づいて生体の血圧値を決定する血圧決定手段を備えた形式の脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置において、（（ａ）生体に接触される電極を通して該生体の心電誘導波形を検出する心電誘導装置と、（ｂ）前記カフの圧迫圧力を変化させる過程でカフに発生する脈波を検出する脈波センサと、（ｃ）前記心電誘導装置により検出される心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位から、脈波センサにより検出される脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位までの時間差を算出する時間差算出手段と、（ｄ）時間差算出手段により算出される時間差に基づいて脈波の伝播速度を算出する伝播速度算出手段と、（ｅ）伝播速度算出手段により算出される脈波の伝播速度の前記カフ圧に対する変化が所定値以下になったか否かを判定する変化値判定手段と、（ｆ）前記血圧決定手段により用いられる脈波のうち、変化値判定手段により前記脈波の伝播速度のカフ圧に対する変化が所定値以下になったと判定された領域内における複数の脈波伝播速度群からのずれを生じた脈波伝播速度に対応する脈波を、そのずれに基づいて修正する血圧決定用脈波修正手段とを、含むことにある。
【０００８】
【第１発明の効果】
このようにすれば、生体に接触される電極を通して心電誘導装置により生体の心電誘導波形が検出され、脈波センサにより生体の脈波が検出されると、時間差算出手段により心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位から、脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位までの時間差が算出され、伝播速度算出手段によりその時間差に基づいてその脈波の伝播速度が算出される。そして、この伝播速度の変化が所定値以下になったと変化値判定手段により判定された領域内における複数の脈波伝播速度群からのずれを生じた脈波伝播速度に対応する脈波が、そのずれに基づいて血圧決定用脈波修正手段により修正される。したがって、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化しても、好適に血圧値の修正が行われるので、常に正確な血圧値決定が行われ、血圧測定精度に重大な影響が及ぼされることがなくなる。
【０００９】
【発明の他の態様】
さらに好適には、前記血圧決定用脈波修正手段は、（ｆ１ ）前記変化値判定手段により脈波の伝播速度の前記カフ圧に対する変化が所定値以下になったと判定されてから、前記伝播速度算出手段により算出される複数個の脈波の伝播速度から、伝播速度算出手段により次に算出されることが予想される脈波の予想伝播速度を決定する予想伝播速度決定手段と、（ｆ２ ）予想伝播速度決定手段により決定された脈波の予想伝播速度と、伝播速度算出手段により実際に算出された脈波の伝播速度との差に基づいて、予め設定される所定の関係から求められる振幅値或いは圧力値だけ、前記血圧決定手段に用いられる脈波を修正する脈波修正手段とから成るものであることを特徴とする。このようにすれば、前記血圧決定手段に用いられる脈波が、前記予想伝播速度と実際に算出された伝播速度との差に基づいて、予め設定される所定の関係から求められる振幅値或いは圧力値だけ修正されるため、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化しても、常に正確な血圧値決定が行われ、血圧測定精度に重大な影響が及ぼされることがなくなる。
【００１０】
【課題を解決するための第２の手段】
上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、生体の一部に巻回されたカフの圧迫圧力を変化させる過程で、生体から発生する心拍同期信号に基づいて生体の血圧値を決定する血圧決定手段を備えた形式の脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置において、（ａ）生体に接触される電極を通して生体の心電誘導波形を検出する心電誘導装置と、（ｂ）前記カフの圧迫圧力を変化させる過程で、カフに発生する脈波を検出する脈波センサと、（ｄ）心電誘導装置により検出される心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位から、脈波センサにより検出される脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位までの時間差を算出する時間差算出手段と、（ｅ）時間差算出手段により算出される時間差に基づいて脈波の伝播速度を算出する伝播速度算出手段と、（ｆ）伝播速度算出手段により算出される脈波の伝播速度が、前記カフ内の圧力値毎に予め設定された伝播速度の採り得る所定の許容範囲を超えた場合には、血圧決定手段による血圧決定を終了させる血圧決定終了手段とを、含むことにある。
【００１１】
【第２発明の効果】
このようにすれば、生体に接触される電極を通して心電誘導装置により生体の心電誘導波形が検出され、脈波センサにより生体の脈波が検出されると、時間差算出手段により心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位から、脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位までの時間差が算出され、伝播速度算出手段によりその時間差に基づいてその脈波の伝播速度が算出される。そして、この伝播速度が前記カフ内の圧力値毎に予め設定される伝播速度の採り得る所定の許容範囲を超えた場合には、血圧決定手段による血圧決定が、血圧決定終了手段により終了させられる。したがって、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化しても、その変化が許容量をはるかに超えて異常である場合には、血圧決定が終了させられるため、血圧測定精度に重大な影響が及ぼされることがなくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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。図１は、脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置８を示す斜視図である。
【００１３】
図１において、箱体１０には、被測定者の右腕１２を差し込むための貫通穴１４が設けられており、その貫通穴１４内には、袋状の可撓性布およびゴム袋から成るカフ１５を内周面に備えて円筒状に保持されたベルト１６が配設されている。また、貫通穴１４の背面方向には、貫通穴１４から突き出した被測定者の右腕１２を支持するための第１アームレスト１７が上向きに傾斜して設けられており、その第１アームレスト１７の先端部には、被測定者の心臓の活動に伴って発生する心電誘導波形を検出するために、電極１８が被測定者の右腕１２の手首に良好に接触するように配設されている。なお、この第１アームレスト１７は、被測定者の手首から常に正確な心電誘導波形を検出できるように、被測定者の右腕１２の肘から手首に至るまでの筋肉が絶えず弛緩した状態に保たれるように肘から手首に至る間を全体的に支持する最適な支持面形状を備えている。また、箱体１０の左側には、被測定者の左腕１３を支持するための第２アームレスト１９が設けられており、第２アームレスト１９の先端部には、同じく被測定者の心電誘導波形を検出するために、電極１８が被測定者の左腕１３の手首に接触するように配設されている。なお、この第２アームレスト１９も、第１アームレスト１７と同様に被測定者の左腕１３の肘から手首に至るまでの筋肉が絶えず弛緩した状態に保たれるように肘から手首に至る間を全体的に支持する最適な支持面形状を備えている。箱体１０の操作パネル２０には、起動スイッチ２２、停止スイッチ２４、プリンタ２６、カード挿入口２８などが配設され、表示パネル３０には、最高血圧表示器３２、最低血圧表示器３４、脈拍数表示器３６、時刻表示器３８がそれぞれ配設されている。
【００１４】
図２は、上記自動血圧測定装置８の回路構成を説明するブロック線図である。図において、カフ１５は、圧力センサ４０、切換弁４２、および空気ポンプ４４と配管４６を介して接続されており、この切換弁４２は、カフ１５内への圧力の供給を許容する圧力供給状態、カフ１５内を徐々に排圧する徐速排圧状態、およびカフ１５内を急速に排圧する急速排圧状態の３つの状態に切り換えられるように構成されている。また、そのカフ１５を内周面に備えて円筒状に巻回されたベルト１６の一端は固定され、且つ他端は減速機付ＤＣモータ４８により駆動されるドラム５０により引き締められるように構成されている。圧力センサ４０は、カフ１５内の圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰを静圧弁別回路５２および脈波弁別回路５４にそれぞれ供給する。
【００１５】
上記静圧弁別回路５２はローパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰに含まれる定常的な圧力すなわちカフ圧を表すカフ圧信号ＳＫを弁別してそのカフ圧信号ＳＫをＡ／Ｄ変換器５６を介して電子制御装置５８へ供給する。また、上記脈波弁別回路５４はバンドパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰの振動成分である脈波信号ＳＭ１ を周波数的に弁別してその脈波信号ＳＭ１ をＡ／Ｄ変換器６０を介して電子制御装置５８へ供給する。この脈波信号ＳＭ１ が表すカフ脈波は、被測定者の心拍に同期して図示しない上腕動脈から発生してカフ１５に伝達される圧力振動波であり、上記カフ１５、圧力センサ４０、および脈波弁別回路５４は脈波センサとして機能している。
【００１６】
上記電子制御装置５８は、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６、および図示しないＩ／Ｏポート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、ＣＰＵ６２は、ＲＡＭ６６の一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭ６４に記憶された手順に従って入力信号を処理して駆動信号や表示信号などを出力する。すなわち、血圧測定に際しては、ＣＰＵ６２は、予め定められた手順に従って減速機付ＤＣモータ４８を駆動することによりカフ１５を生体の上腕部に巻回し、空気ポンプ４４を駆動することによりカフ１５により上腕部を圧迫し、次いで切換弁４２を駆動してカフ１５の圧迫圧力を徐々に降圧させ、その徐速降圧過程において得られる脈波信号ＳＭ１ およびカフ圧信号ＳＫに基づいてオシロメトリック方式により血圧値を決定し、その血圧値を最高血圧表示器３２および最低血圧表示器３４に表示させると同時に、記憶装置６８の血圧値記憶領域６９に順次記憶させる。なお、この記憶装置６８は、磁気ディスク、磁気テープ、揮発性半導体メモリ、或いは不揮発性半導体メモリなどのよく知られた記憶装置により構成されている。
【００１７】
心電誘導装置７０は、被測定者の右腕１２の手首と左腕１３の手首に接触させられる一対の電極１８を通して、心筋の活動電位を示す心電誘導波形、所謂心電図を連続的に検出するものであり、その心電誘導波形を示す信号を前記電子制御装置５８へ供給する。
【００１８】
図３は、上記自動血圧測定装置８における電子制御装置５８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図において、昇圧制御手段７８は、まず、切換弁４２を圧力供給状態に切り換え、空気ポンプ４４を駆動することにより、カフ１５の圧迫圧力を所定の目標カフ圧値Ｐ１ （例えば、１８０ｍｍＨｇ程度の圧力値）まで急速に昇圧し、引き続き、切換弁４２を徐速排圧状態に切り換えることによりカフ１５の圧迫圧力を徐々に降圧させ、血圧測定終了後は切換弁４２を急速排圧状態に切り換えることにより、カフ１５の圧迫圧力を急速排圧させる。血圧決定手段８０は、カフ１５の圧迫圧力を緩やかに下降させる徐速降圧過程において、圧力センサ４０（脈波センサに相当）を介して脈波弁別回路５４により採取されるカフ脈波の振幅の変化に基づいて良く知られたオシロメトリック方式により被測定者の最高血圧値ＳＢＰおよび最低血圧値ＤＢＰを決定し、カフ脈波の発生間隔に基づいて脈拍数ＨＲを算出する。
【００１９】
時間差算出手段８２は、圧力センサ４０により逐次検出される前記カフ脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位から、前記心電誘導装置７０により逐次検出される心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位までの時間差、たとえば、図４に示されるような心電誘導波形のＲ波からカフ脈波の下ピーク点までの時間差ＴＤＲＰを逐次算出する。なお、カフ脈波の立ち上がり部位には、上記下ピーク点の他、下ピーク点から所定の振幅値だけ立ち上がった点、或いはカフ脈波の最大傾斜点（カフ脈波の微分波形の最大ピーク点に相当）などが対応しており、別言すれば、カフ脈波の最大点以外の所定点が対応している。そして、伝播速度算出手段８４では、予め設定された数式１から実際に算出された上記時間差ＴＤＲＰに基づいて、前記カフ脈波の伝播速度ＶＭ１（ｍ／ｓｅｃ）が算出される。数式１において、Ｌは左心室から大動脈を経て前記圧力センサ４０の押圧部位までの距離（ｍ）であり、ＴＰＥＰ は心電誘導波形のＲ波からカフ脈波の下ピーク点までの前駆出期間（ｓｅｃ）である。これらの距離Ｌおよび前駆出期間ＴＰＥＰ には予め実験的に求められた値が用いられる。
【００２０】
【数１】
ＶＭ１＝Ｌ／（ＴＤＲＰ−ＴＰＥＰ ）
【００２１】
変化値判定手段８６は、伝播速度算出手段８４により逐次算出されるカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の隣接した相互の変化値、すなわち、変化量或いは変化率が所定値以下、例えば、０．１（ｍ／ｓｅｃ）以下、或いは３％以下になったか否かを判定する。伝播速度決定手段８７は、変化値判定手段８６によりカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の隣接した相互の変化値が所定値以下になったと判定された領域内（図５に表される伝播速度ＶＭ１のうち水平部分に相当）から、伝播速度算出手段８４により算出されたカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の最初から３拍分の平均値を、前記生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度ＶＭ２として決定する。
【００２２】
さらに、修正伝播速度算出手段８９では、予め記憶された数式２から、前記血圧決定手段７４により決定された最低血圧値ＤＢＰと脈拍数ＨＲに基づいて、予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ （たとえば８０ｍｍＨｇ）と脈拍数ＨＲｔ （たとえば７０ＢＰＭ）における値に修正（正規化）した前記カフ脈波の修正伝播速度ＶＭ３（ｍ／ｓｅｃ）が算出される。数式２において、係数Ａは係数値決定手段８８により数式３に基づいて予め決定されるものであり、伝播速度ＶＭ２に比例し、最低血圧値ＤＢＰに反比例して変化する係数値である。ここで数式３の定数Ｂ，Ｃ及びＤや、数式２の定数Ｅは予め実験的に求められる。
【００２３】
【数２】
ＶＭ３＝ＶＭ２＋Ａ（ＢＰｔ −ＤＢＰ）＋Ｅ（ＨＲｔ −ＨＲ）
【００２４】
【数３】
Ａ＝ＢＶＭ２−Ｃ（ＤＢＰ）＋Ｄ
【００２５】
また、予想伝播速度決定手段９０は、変化値判定手段８６によりカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の隣接した相互の変化値が所定値以下になったと判定されてから、伝播速度算出手段８４により逐次算出される複数個のカフ脈波の伝播速度ＶＭ１に基づいて、伝播速度算出手段８４により次に算出されることが予想される予想伝播速度ＶＭ１’（図５の△印に相当）を数式４に基づいて決定する。脈波修正手段９２は、この予想伝播速度ＶＭ１’と、伝播速度算出手段８４により実際に算出されたカフ脈波の伝播速度ＶＭ１（図５の●印に相当）との差ΔＶＭ１、すなわち、数式５より算出される差ΔＶＭ１に基づいて、予め設定される数式６から算出される振幅値Ｘ１ だけ、今回の伝播速度ＶＭ１が算出されたカフ脈波の振幅値に加算させる、すなわち、図６に実線で示される振幅値に破線で示される分の振幅値を加算させるか、又は、予め設定される数式７から算出される圧力値Ｘ２ だけ、今回の伝播速度ＶＭ１が算出されたカフ脈波の発生した時点におけるカフ１５内の圧力値に加算させる、すなわち、図６に実線で示されるカフ脈波を破線で示される位置に移動させることにより、血圧決定手段８０に用いられるカフ脈波を正しく修正する。ここで、数式６及び７の定数Ｆ、Ｇは予め実験的に求められるものである。また、前記血圧決定用脈波修正手段９３は、前記予想伝播速度決定手段９０と前記脈波修正手段９２とから成るものである。
【００２６】
【数４】
ＶＭ１’＝〔（ＶＭ１）ｉ−ｎ ＋・・・＋（ＶＭ１）ｉ−１ ＋（ＶＭ１）ｉ 〕／（ｎ＋１）
【００２７】
【数５】
ΔＶＭ１＝ＶＭ１’−ＶＭ１
【００２８】
【数６】
Ｘ１ ＝Ｆ（ΔＶＭ１）
【００２９】
【数７】
Ｘ２ ＝−Ｇ（ΔＶＭ１）
【００３０】
血圧決定終了手段９４は、伝播速度算出手段８４により逐次算出されるカフ脈波の伝播速度ＶＭ１が、カフ１５内の圧力値毎に予め設定された伝播速度ＶＭ１の採り得る所定の許容範囲、すなわち、図５の１点鎖線内の領域を超えた場合には、血圧決定手段８０による血圧決定を終了させる。この許容範囲は通常の血圧測定では伝播速度ＶＭ１が絶対に取り得ない範囲であり、予め実験的に求められるものである。
【００３１】
図７は、上記電子制御装置５８の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図のステップＳＡ１（以下、ステップを省略する。）では、カード読込み装置７２のカード挿入口２８へ磁気カード７４が挿入されたか否かが判断される。このステップＳＡ１の判断が否定された場合には本ルーチンが終了させられるが，肯定された場合にはＳＡ２において磁気カード７４に記録されたＩＤ信号が読み込まれる。
【００３２】
続くＳＡ３では、読み込まれたＩＤ信号が記憶装置６８の記憶領域に予め登録されたものであるか否かが判断される。このＳＡ３の判断が否定された場合すなわち磁気カード７４に記録されたＩＤ信号が未登録である場合は，後述のＳＡ１６が実行されてカード挿入口２８から磁気カード７４が送り出される。しかし、このＳＡ３の判断が肯定された場合すなわち磁気カード７４に記録されたＩＤ信号が登録済である場合は、続くＳＡ４において血圧測定のための起動スイッチ２２が操作されたか否かが判断される。
【００３３】
このＳＡ４の判断が否定されると肯定されるまで待機させられる。しかし、このＳＡ４の判断が肯定された場合は、昇圧制御手段７８に対応するＳＡ５およびＳＡ６が実行される。まず、ＳＡ５において、切換弁４２が圧力供給状態に切り換えられ且つ空気ポンプ４４が駆動されてカフ圧Ｐが予め設定された目標カフ圧Ｐ１ （例えば１８０ｍｍＨｇ程度の圧力）まで昇圧された後、空気ポンプ４４が停止させられる。次いで、ＳＡ６において、切換弁４２が徐速排圧状態に切り換えられることによりカフ１５内の徐速降圧が開始される。
【００３４】
続いて、ＳＡ７においては、脈波信号ＳＭ１ が読み込まれて脈波が１拍検出されたか否かが判断される。この判断が否定された場合にはＳＡ７が繰り返し実行されるが、肯定された場合には、血圧決定手段８０に対応するＳＡ８の血圧値決定ルーチンが実行される。この血圧値決定ルーチンにおいては、カフ圧Ｐの徐速降圧過程で逐次検出された脈波の振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリック方式の血圧値決定アルゴリズムに従って最高血圧値ＳＢＰ１ 、最低血圧値ＤＢＰ１ 、および平均血圧値ＭＢＰ１ が決定されると共に、脈波発生間隔に基づいて脈拍数ＨＲ１ が決定される。
【００３５】
次に、ＳＡ９において、最高血圧値ＳＢＰ１ および最低血圧値ＤＢＰ１ が決定されたか否かが判断される。この判断が否定された場合にはＳＡ７乃至ＳＡ９が繰り返し実行される。しかし、この判断が肯定された場合には、続くＳＡ１０において、測定された上記最高血圧値ＳＢＰ１ 、最低血圧値ＤＢＰ１ 、平均血圧値ＭＢＰ１ 、および脈拍数ＨＲ１ と測定日時とが記憶装置６８の血圧値記憶領域６９内に被測定者毎に記憶されると共に最高血圧表示器３２、最低血圧表示器３４、脈拍数表示器３６にそれぞれ表示される。
【００３６】
続いて、伝播速度決定手段８７に対応するＳＡ１１において、後述するＲＡＭ６６の第２記憶領域内に記憶されている伝播速度ＶＭ１のうち、最初から３拍分の伝播速度ＶＭ１の平均値が算出されることにより、カフ脈波の伝播速度ＶＭ２が決定される。そして、続く係数値決定手段８８に対応するＳＡ１２において、予め記憶される数式２における係数Ａが、予め記憶される数式３から、ＳＡ１１において決定された伝播速度ＶＭ２とＳＡ８において決定された最低血圧値ＤＢＰとに基づいて決定される。
【００３７】
続いて、修正伝播速度算出手段８９に対応するＳＡ１３において、予め記憶された数式２から、ＳＡ８において測定された最低血圧値ＤＢＰと脈拍数ＨＲに基づいて、上記カフ脈波が予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ と脈拍数ＨＲｔ における値に修正された、すなわち、正規化された修正伝播速度ＶＭ３が算出される。
【００３８】
続いて、昇圧制御手段７８に対応するＳＡ１４において、切換弁４２が急速排圧状態に切り換えられることにより、カフ１５内の急速排圧が開始される。そして、続くＳＡ１５において、図９に示されるように、前記最高血圧値ＳＢＰ１ 等が、プリンタ２６により記録紙１００上に表示出力される。すなわち、記録紙１００上の左上の位置には被測定者の氏名１０２が表示されるとともに、その下側には、測定日時、血圧値、脈拍数、および前記修正伝播速度ＶＭ３から図１０に従って決定される動脈硬化度のリスト１０４、トレンドグラフ１０６が順次表示される。この動脈硬化度の決定方法としては、たとえば、図１０のような表に基づいて、算出された修正伝播速度ＶＭ３の値に応じて所定の動脈硬化度の値を選択することにより決定する。なお、この表は予め実験的に決定されるものであり、動脈硬化度の値が大きくなる程、被測定者の動脈はしなやかさを失っている。このトレンドグラフ１０６では、最高血圧値および最低血圧値を上端および下端それぞれに示す棒線と脈拍数を示す△印と動脈硬化度を示す●印とが血圧測定時点に対応して横軸すなわち時間軸１０８に沿って表示されている。そして、続くＳＡ１６が実行されることにより、磁気カード７４がカード挿入口２８から送り出される。
【００３９】
図８は、図７のメインルーチンに対して、心電誘導波形のＲ波が検出された場合に実行される割り込みルーチンを示すフローチャートである。図８において、ＳＢ１においては、心電誘導波形のＲ波が発生した時刻が読み込まれる。次に、ＳＢ２において、脈波信号ＳＭ１ の下ピーク点が検出されたか否かが判断される。この判断が否定された場合は、引き続きＳＢ２が繰り返されるが、この判断が肯定された場合は、続くＳＢ３において、脈波信号ＳＭ１ の下ピーク点が発生した時刻が読み込まれる。
【００４０】
次に、前記時間差算出手段８２に対応するＳＢ４において、図４に示されるように、心電誘導波形のＲ波からカフ脈波の下ピーク点までの時間差ＴＤＲＰが算出される。続いて、前記伝播速度算出手段８４に対応するＳＢ５において、予め記憶された数式１からＳＢ４において実際に求められた時間差ＴＤＲＰに基づいて、上記カフ脈波の伝播速度ＶＭ１が算出されると共に、ＲＡＭ６６の第１記憶領域内に一時的に記憶される。
【００４１】
次に、血圧決定終了手段９４に対応するＳＢ６において、ＳＢ５において算出されたカフ脈波の伝播速度ＶＭ１が予め設定される伝播速度ＶＭ１の採り得る所定の許容範囲を超えたか否かが判断される。すなわち、図４の１点鎖線で表される最大許容曲線、或いは最小許容曲線をこの伝播速度ＶＭ１が超えたか否かが判断される。この判断が肯定された場合は、測定された血圧値は明らかに疑わしいので再度測り直しを行うべく、昇圧制御手段７８に対応するＳＢ７が実行されることにより、切換弁４２が急速排圧状態に切り換えられてカフ１５内の急速排圧が開始されると共に、ＳＢ８において、再度測定を行うべき旨の表示がプリンタ２６により記録紙１００上に表示出力され、ＳＢ９において、カード挿入口２８から磁気カード７４が送り出される。
【００４２】
しかし、このＳＢ６の判断が否定された場合には、続く変化値判定手段８６に対応するＳＢ１０において、ＳＢ５において算出された伝播速度ＶＭ１とＲＡＭ６６の第１記憶領域内に記憶されている１周期前に算出された伝播速度ＶＭ１との相互の変化値、すなわち、変化量或いは変化率が所定値以下、例えば、０．１（ｍ／ｓｅｃ）以下、或いは３％以下になったか否かが判断される。この判断が肯定された場合は、続くＳＢ１１において、ＳＢ５において算出された伝播速度ＶＭ１がＲＡＭ６６の第２記憶領域内に一時的に記憶される。そして、予想伝播速度決定手段９０に対応するＳＢ１２において、このＲＡＭ６６の第２記憶領域内に記憶されている複数個の伝播速度ＶＭ１に基づいて、数式４から、次に算出されることが予想されるカフ脈波の予想伝播速度ＶＭ１’（図４の△印に相当）が決定され、ＲＡＭ６６の第３記憶領域内に一時的に記憶される。
【００４３】
しかし、このＳＢ１０の判断が否定された場合は、続く脈波修正手段９２に対応するＳＢ１３において、ＲＡＭ６６の第３記憶領域内に最新のものとして記憶されている１周期前に算出された伝播速度ＶＭ１を利用して決定された予想伝播速度ＶＭ１’（図４の△印に相当）と、ＳＢ５において算出された今回のカフ脈波の伝播速度ＶＭ１（図４の●印に相当）との差ΔＶＭ１、すなわち、数式５より算出される差ΔＶＭ１に基づいて、予め設定される数式６から算出される振幅値Ｘ１ だけ、今回の伝播速度ＶＭ１が算出されたカフ脈波の振幅値に加算されるか、或いは、予め設定される数式７から算出される圧力値Ｘ２ だけ、今回の伝播速度ＶＭ１が算出されたカフ脈波の発生時におけるカフ１５内の圧力値に加算されることにより、前記血圧決定手段８０に用いられるカフ脈波の修正が行われる。
【００４４】
上述のように、本実施例によれば、生体に接触される電極１８を通して心電誘導装置７０により生体の心電誘導波形が検出され、圧力センサ４０（脈波センサに相当）により生体の脈波が検出されると、時間差算出手段８２に対応するＳＢ４において心電誘導波形のＲ波から、カフ脈波の下ピーク点までの時間差ＴＤＲＰが算出され、伝播速度算出手段８４に対応するＳＢ５において、その時間差ＴＤＲＰに基づいてカフ脈波の伝播速度ＶＭ１が算出される。そして、この伝播速度ＶＭ１の変化値が所定値以下になったと変化値判定手段８６に対応するＳＢ１０により判定されてから、伝播速度算出手段８４に対応するＳＢ５により逐次算出される複数個の脈波の伝播速度ＶＭ１に基づいて、数式４から、次に算出されることが予想される予想伝播速度ＶＭ１’が、予想伝播速度決定手段９０に対応するＳＢ１２により決定され、脈波修正手段９２に対応するＳＢ１３により、このカフ脈波の予想伝播速度ＶＭ１’と、ＳＢ５により実際に算出された今回のカフ脈波の伝播速度ＶＭ１との差ΔＶＭ１に基づいて、予め設定される数式６から算出される振幅値Ｘ１ だけ、今回の伝播速度ＶＭ１が算出されたカフ脈波の振幅値に加算されるか、或いは予め設定される数式７から算出される圧力値Ｘ２ だけ、このカフ脈波の発生時のカフ圧値に加算されることにより、前記血圧測定手段に対応するＳＡ８に用いられるカフ脈波の修正が行われる。したがって、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化しても、好適に血圧値の補正が行われるので、常に正確な血圧値決定が行われ、血圧測定精度に重大な影響が及ぼされることがなくなる。
【００４５】
また、本実施例によれば、上記伝播速度ＶＭ１が前記カフ１５内の圧力値毎に予め設定される伝播速度ＶＭ１の採り得る所定の許容範囲、すなわち、図５の１点鎖線内の領域を超えた場合には、血圧決定手段８０に対応するＳＡ８による血圧決定が血圧決定終了手段９４に対応するＳＢ６により終了させられる。したがって、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化しても、その変化が許容量をはるかに超えて異常である場合には、血圧値決定が終了させられるため、血圧測定精度に重大な影響が及ぼされることがなくなる。
【００４６】
また、本実施例によれば、上記伝播速度ＶＭ１の変化値が所定値以下であると変化値判定手段８６に対応するＳＢ１０において判定されてから、ＳＢ５において逐次算出されたカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の３拍分の平均値が、伝播速度決定手段８７に対応するＳＡ１１において、生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度ＶＭ２として決定される。したがって、カフ１５の圧迫圧力の変化に関わらず、逐次算出される脈波伝播速度ＶＭ１が常に略一定値を示すような時点の脈波伝播速度ＶＭ１が最終的に脈波伝播速度ＶＭ２として決定されるので、脈波伝播速度の測定精度が向上させられる。
【００４７】
また、本実施例においては、修正伝播速度算出手段８９に対応するＳＡ１３において、予め記憶される数式２から、前記血圧測定手段８０に対応するＳＡ８により測定された最低血圧値ＤＢＰ及び脈拍数ＨＲに基づいて、予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ および脈拍数ＨＲｔ における値に修正（正規化）した修正伝播速度ＶＭ３が算出される。従って、たとえ、生体の血圧値や脈拍数が測定する度に多少異なっていたとしても、本装置により算出される脈波伝播速度は、上記一定の血圧値および脈拍数における修正伝播速度ＶＭ３に正規化されているので、測定された脈波伝播速度を被測定者の動脈硬化度の経時的変化を表す指標として直接用いることが可能となる。
【００４８】
また、この装置によって測定される修正伝播速度ＶＭ３は、係数値決定手段８８に対応するＳＡ１２において、予め記憶される数式３に基づいて、ＳＢ５において算出される伝播速度ＶＭ１とＳＡ８において測定される最低血圧値ＤＢＰとから決定される係数Ａ、すなわち、動脈硬化度の個人差による影響をも加味した係数を用いて算出されたものであるので、測定された脈波伝播速度を動脈硬化度の個人差を表す指標として用いることが可能となる。
【００４９】
また、本実施例の自動血圧測定装置８によれば、血圧測定と同時に脈波伝播速度も測定され、しかも、その脈波伝播速度は動脈硬化度の経時的変化を表す指標として直接用いることが可能なものに換算されているので、被測定者により多くの生体情報が提供されることになり、健康状態をより多角的に判断することが可能となる。また、算出される脈波伝播速度に対応する動脈硬化度はトレンドグラフ表示されるので、経時的変化をより簡便且つ正確に把握することができる。
【００５０】
また、従来、脈波伝播速度は、専用の固定具を用いて頚動脈および股動脈に脈波センサを装着することにより測定されていたために、最適な押圧を探すのにかなりの熟練を要し、被測定者自身が測定することはかなり困難であったが、本実施例の自動血圧測定装置８によれば、特に熟練を要することなく脈波伝播速度を簡単に測定することができるので、被測定者自身による測定が可能となる。
【００５１】
しかも、算出される修正伝播速度ＶＭ３は、予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ および脈拍数ＨＲｔ における値に修正されたものであるので、数式８に基づいて、予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ における値に修正されただけのものと比較すると、脈拍数による影響がなくなる分だけ、より一層正確な評価が可能となる。
【００５２】
【数８】
ＶＭ３＝ＶＭ２＋Ａ（ＢＰｔ −ＤＢＰ）
【００５３】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００５４】
たとえば、前述の実施例において、数式１から、心電誘導波形のＲ波からカフ脈波の下ピーク点までの時間差ＴＤＲＰに基づいて脈波伝播速度ＶＭ１が算出されていたが、その時間差ＴＤＲＰは、心電誘導波形のＱ波或いはＳ波からカフ脈波の下ピーク点から所定の振幅値だけ立ち上がった点までの時間差、心電誘導波形のＱ波或いはＲ波からカフ脈波の最大傾斜点までの時間差など、種々に定義され得る。
【００５５】
また、前述の実施例の数式１において、ＴＰＥＰ は心電誘導波形のＲ波からカフ脈波の下ピーク点までの前駆出期間（ｓｅｃ）として定義されていたが、心電誘導波形のＱ点或いはＳ点からカフ脈波の下ピーク点までの前駆出期間として定義されていてもよい。心電波形におけるＱ点、Ｒ点、Ｓ点の間の相互の時間差は極めて僅かな値であるので、前述の実施例のように定義されていても差支えない。
【００５６】
また、前述の実施例においては、右腕１２が貫通穴１４に差し込まれるように構成されていたが、左腕１３が貫通穴１４に差し込まれるように構成されていても差支えなく、この場合は貫通穴１４、第１アームレスト１７、および第２アームレスト１９等が左右反対の位置に設けられる。さらに、前述の実施例において、第１アームレスト１７は上向きに傾斜して設けられていたが、別に水平状に設けられていても構わず、逆に第２アームレストが上向きに傾斜して設けられていても構わない。要するに、筋肉が弛緩した状態を良好に保つことができるように設計されていればよいのである。
【００５７】
また、前述の実施例において、電極１８は第１アームレスト１７および第２アームレスト１９の先端部に設けられていたが、別にこの位置に限られる必要はなく、アームレストの形状および設置場所等により様々な設置位置に変更され得る。要するに、右腕１２と左腕１３とから安定した心電誘導波形を検出できるように設置されていればよいのである。
【００５８】
また、前述の実施例においては、カフ１５が自動的に被測定者の腕に巻き締められる形式の自動血圧測定装置８が採用されていたが、別に、被測定者が自分で腕に巻き締める形式の自動血圧測定装置が採用されていても構わず、また、心電誘導波形は、別にアームレスト上に設けられた電極から検出される必要はなく、従来通りの生体の所定箇所に接触させられた、例えば、吸盤状の心電電極から検出されるように構成されていても構わない。
【００５９】
また、前述の実施例においては、算出される修正伝播速度ＶＭ３は、予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ および脈拍数ＨＲｔ における値に修正されたものであったが、算出される修正伝播速度ＶＭ３が、数式８に基づいて、予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ における値にだけ修正されたものであっても構わない。脈拍数が脈波伝播速度に及ぼす影響は血圧値が及ぼす影響程には大きくないので、それでも必要充分な効果が得られる。
【００６０】
また、前述の実施例の数式３に代えて、数式９が用いられてもよい。要するに、伝播速度ＶＭ２に比例し、且つ最低血圧値ＤＢＰに反比例する係数Ａが算出されていればよいのである。
【００６１】
【数９】
【００６２】
また、前述の実施例のＳＡ１５においては、動脈硬化度のリスト１０４及びトレンドグラフ１０６が表示されていたが、修正伝播速度ＶＭ３がそのままリスト１０４及びトレンドグラフ１０６に表示されるように構成されていてもよい。
【００６３】
また、前述の実施例においては、ＳＢ５において逐次算出されるカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の変化値が所定値以下であるとＳＢ１０において判定されてから、ＳＢ５において逐次算出されたカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の３拍分の平均値が、伝播速度決定手段８７に対応するＳＡ１１において生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度ＶＭ２として決定されていたが、平均値ではなく任意に摘出された１拍分の伝播速度ＶＭ１の何れかをを伝播速度ＶＭ２として決定してもよいし、より精度を増すために３拍より多い拍数分の平均値から伝播速度ＶＭ２が算出されていても構わない。
【００６４】
また、前述の実施例においては、ＳＢ１２において、ＲＡＭ６６の第２記憶領域内に記憶されている複数個の伝播速度ＶＭ１に基づいて、数式４を用いることにより、すなわち、移動平均値を用いて、次に算出されることが予想されるカフ脈波の予想伝播速度ＶＭ１’が逐次決定されているが、移動平均値の代わりに所謂回帰直線を用いてカフ脈波の予想伝播速度ＶＭ１’を決定するように構成されていてもよい。
【００６５】
また、前述の実施例においては、カフ１５の圧迫圧力を緩やかに降圧させる徐速降圧過程において採取されるカフ脈波の振幅の変化に基づいて血圧値が決定されていたが、カフ１５の圧迫圧力を緩やかに昇圧させる徐速昇圧過程において採取されるカフ脈波に基づいて血圧決定が行われるように構成されていてもよい。
【００６６】
また、前述の実施例においては、オシロメトリック方式による血圧値決定が行われていたが、前記第２発明に関しては、コロトコフ音方式による血圧値決定が行われるように構成されていても同様の効果を得ることができる。
【００６７】
本発明はその主旨を逸脱しない範囲においてその他種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置８を説明する斜視図である。
【図２】図１の実施例の回路構成を説明するブロック線図である。
【図３】図１の実施例の電子制御装置５８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図４】図１の実施例の制御作動により求められる時間差ＴＤＲＰを説明するタイムチャートである。
【図５】図１の実施例の制御作動により求められる伝播速度ＶＭ１のカフ１５内の圧力値に対する変化傾向を示す図である。
【図６】図１の実施例の制御作動により求められるカフ脈波の振幅値のカフ１５内の圧力値に対する変化傾向を示す図である。
【図７】図１の実施例の電子制御装置５８の制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図８】図４に示されるメインルーチンに対して、心電誘導波形のＲ波が検出された際に実行される割り込みルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図１の実施例のプリンタ２６による表示出力の一例を示す図である。
【図１０】測定された修正伝播速度ＶＭ３を所定の動脈硬化度に換算し直す際に用いられる表の一例を示す図である。
【符号の説明】
８：脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置
１５：カフ
１８：電極
４０：圧力センサ（脈波センサ）
７０：心電誘導装置
７８：昇圧制御手段
８０：血圧決定手段
８２：時間差算出手段
８４：伝播速度算出手段
８６：変化値判定手段
８８：伝播速度決定手段
８９：修正伝播速度算出手段
９０：予想伝播速度決定手段
９２：脈波修正手段
９３：血圧決定用脈波修正手段
９４：血圧決定終了手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被測定者の血圧測定を行うための自動血圧測定装置としては、例えば、生体の一部に巻回されたカフの圧迫圧力を変化させる過程で、カフにおける心拍に同期して発生する脈波を検出し、この脈波の振幅の変化に基づいてよく知られるオシロメトリック方式により生体の血圧値を決定する自動血圧測定装置が知られている。例えば、特開平６−２９２６６０号公報に記載された自動血圧測定装置がそれである。
【０００３】
ところで、上記のような自動血圧測定装置に対して、例えば、カフから突き出された被測定者の右腕を支持し、且つ先端部に心電誘導波形検出用の心電電極が設けられた第１アームレストがカフの背面方向に上向きに傾斜して設けられ、また、被測定者の左腕を支持し、且つ先端部に心電誘導波形検出用の心電電極が設けられた第２アームレストが本体左側に水平状に設けられることにより、血圧測定と同時に被測定者の右腕の手首と左腕の手首とから検出される心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位から、前記脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位までの時間差を算出し、その時間差に基づいて生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度も測定することが可能な脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置が考えられている。
【０００４】
このような脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置によれば、血圧測定と同時に脈波伝播速度も測定されるので、脈波伝播速度と被測定者の動脈硬化度とは密接な関係を有しているという既知の事実に基づき、日常的に血圧降下剤を服用している慢性的な高血圧患者に対しても、例えば、食事療法などによる症状の改善の程度を継続的に評価することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
ところが、このような脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置においては、心拍に同期して発生する脈波の振幅の変化に基づいて血圧値決定を行うため、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化すると、正確な血圧値決定が行えなくなり、血圧測定精度に重大な影響が及ぼされることがあった。
【０００６】
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、脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置において、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化しても、常に一定の血圧測定精度を維持させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための第１の手段】
上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、生体の一部に巻回されたカフの圧迫圧力を変化させる過程で、カフにおいて心拍に同期して発生する脈波を検出し、その脈波の振幅の変化に基づいて生体の血圧値を決定する血圧決定手段を備えた形式の脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置において、（（ａ）生体に接触される電極を通して該生体の心電誘導波形を検出する心電誘導装置と、（ｂ）前記カフの圧迫圧力を変化させる過程でカフに発生する脈波を検出する脈波センサと、（ｃ）前記心電誘導装置により検出される心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位から、脈波センサにより検出される脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位までの時間差を算出する時間差算出手段と、（ｄ）時間差算出手段により算出される時間差に基づいて脈波の伝播速度を算出する伝播速度算出手段と、（ｅ）伝播速度算出手段により算出される脈波の伝播速度の前記カフ圧に対する変化が所定値以下になったか否かを判定する変化値判定手段と、（ｆ）前記血圧決定手段により用いられる脈波のうち、変化値判定手段により前記脈波の伝播速度のカフ圧に対する変化が所定値以下になったと判定された領域内における複数の脈波伝播速度群からのずれを生じた脈波伝播速度に対応する脈波を、そのずれに基づいて修正する血圧決定用脈波修正手段とを、含むことにある。
【０００８】
【第１発明の効果】
このようにすれば、生体に接触される電極を通して心電誘導装置により生体の心電誘導波形が検出され、脈波センサにより生体の脈波が検出されると、時間差算出手段により心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位から、脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位までの時間差が算出され、伝播速度算出手段によりその時間差に基づいてその脈波の伝播速度が算出される。そして、この伝播速度の変化が所定値以下になったと変化値判定手段により判定された領域内における複数の脈波伝播速度群からのずれを生じた脈波伝播速度に対応する脈波が、そのずれに基づいて血圧決定用脈波修正手段により修正される。したがって、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化しても、好適に血圧値の修正が行われるので、常に正確な血圧値決定が行われ、血圧測定精度に重大な影響が及ぼされることがなくなる。
【０００９】
【発明の他の態様】
さらに好適には、前記血圧決定用脈波修正手段は、（ｆ１ ）前記変化値判定手段により脈波の伝播速度の前記カフ圧に対する変化が所定値以下になったと判定されてから、前記伝播速度算出手段により算出される複数個の脈波の伝播速度から、伝播速度算出手段により次に算出されることが予想される脈波の予想伝播速度を決定する予想伝播速度決定手段と、（ｆ２ ）予想伝播速度決定手段により決定された脈波の予想伝播速度と、伝播速度算出手段により実際に算出された脈波の伝播速度との差に基づいて、予め設定される所定の関係から求められる振幅値或いは圧力値だけ、前記血圧決定手段に用いられる脈波を修正する脈波修正手段とから成るものであることを特徴とする。このようにすれば、前記血圧決定手段に用いられる脈波が、前記予想伝播速度と実際に算出された伝播速度との差に基づいて、予め設定される所定の関係から求められる振幅値或いは圧力値だけ修正されるため、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化しても、常に正確な血圧値決定が行われ、血圧測定精度に重大な影響が及ぼされることがなくなる。
【００１０】
【課題を解決するための第２の手段】
上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、生体の一部に巻回されたカフの圧迫圧力を変化させる過程で、生体から発生する心拍同期信号に基づいて生体の血圧値を決定する血圧決定手段を備えた形式の脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置において、（ａ）生体に接触される電極を通して生体の心電誘導波形を検出する心電誘導装置と、（ｂ）前記カフの圧迫圧力を変化させる過程で、カフに発生する脈波を検出する脈波センサと、（ｄ）心電誘導装置により検出される心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位から、脈波センサにより検出される脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位までの時間差を算出する時間差算出手段と、（ｅ）時間差算出手段により算出される時間差に基づいて脈波の伝播速度を算出する伝播速度算出手段と、（ｆ）伝播速度算出手段により算出される脈波の伝播速度が、前記カフ内の圧力値毎に予め設定された伝播速度の採り得る所定の許容範囲を超えた場合には、血圧決定手段による血圧決定を終了させる血圧決定終了手段とを、含むことにある。
【００１１】
【第２発明の効果】
このようにすれば、生体に接触される電極を通して心電誘導装置により生体の心電誘導波形が検出され、脈波センサにより生体の脈波が検出されると、時間差算出手段により心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位から、脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位までの時間差が算出され、伝播速度算出手段によりその時間差に基づいてその脈波の伝播速度が算出される。そして、この伝播速度が前記カフ内の圧力値毎に予め設定される伝播速度の採り得る所定の許容範囲を超えた場合には、血圧決定手段による血圧決定が、血圧決定終了手段により終了させられる。したがって、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化しても、その変化が許容量をはるかに超えて異常である場合には、血圧決定が終了させられるため、血圧測定精度に重大な影響が及ぼされることがなくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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。図１は、脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置８を示す斜視図である。
【００１３】
図１において、箱体１０には、被測定者の右腕１２を差し込むための貫通穴１４が設けられており、その貫通穴１４内には、袋状の可撓性布およびゴム袋から成るカフ１５を内周面に備えて円筒状に保持されたベルト１６が配設されている。また、貫通穴１４の背面方向には、貫通穴１４から突き出した被測定者の右腕１２を支持するための第１アームレスト１７が上向きに傾斜して設けられており、その第１アームレスト１７の先端部には、被測定者の心臓の活動に伴って発生する心電誘導波形を検出するために、電極１８が被測定者の右腕１２の手首に良好に接触するように配設されている。なお、この第１アームレスト１７は、被測定者の手首から常に正確な心電誘導波形を検出できるように、被測定者の右腕１２の肘から手首に至るまでの筋肉が絶えず弛緩した状態に保たれるように肘から手首に至る間を全体的に支持する最適な支持面形状を備えている。また、箱体１０の左側には、被測定者の左腕１３を支持するための第２アームレスト１９が設けられており、第２アームレスト１９の先端部には、同じく被測定者の心電誘導波形を検出するために、電極１８が被測定者の左腕１３の手首に接触するように配設されている。なお、この第２アームレスト１９も、第１アームレスト１７と同様に被測定者の左腕１３の肘から手首に至るまでの筋肉が絶えず弛緩した状態に保たれるように肘から手首に至る間を全体的に支持する最適な支持面形状を備えている。箱体１０の操作パネル２０には、起動スイッチ２２、停止スイッチ２４、プリンタ２６、カード挿入口２８などが配設され、表示パネル３０には、最高血圧表示器３２、最低血圧表示器３４、脈拍数表示器３６、時刻表示器３８がそれぞれ配設されている。
【００１４】
図２は、上記自動血圧測定装置８の回路構成を説明するブロック線図である。図において、カフ１５は、圧力センサ４０、切換弁４２、および空気ポンプ４４と配管４６を介して接続されており、この切換弁４２は、カフ１５内への圧力の供給を許容する圧力供給状態、カフ１５内を徐々に排圧する徐速排圧状態、およびカフ１５内を急速に排圧する急速排圧状態の３つの状態に切り換えられるように構成されている。また、そのカフ１５を内周面に備えて円筒状に巻回されたベルト１６の一端は固定され、且つ他端は減速機付ＤＣモータ４８により駆動されるドラム５０により引き締められるように構成されている。圧力センサ４０は、カフ１５内の圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰを静圧弁別回路５２および脈波弁別回路５４にそれぞれ供給する。
【００１５】
上記静圧弁別回路５２はローパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰに含まれる定常的な圧力すなわちカフ圧を表すカフ圧信号ＳＫを弁別してそのカフ圧信号ＳＫをＡ／Ｄ変換器５６を介して電子制御装置５８へ供給する。また、上記脈波弁別回路５４はバンドパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰの振動成分である脈波信号ＳＭ１ を周波数的に弁別してその脈波信号ＳＭ１ をＡ／Ｄ変換器６０を介して電子制御装置５８へ供給する。この脈波信号ＳＭ１ が表すカフ脈波は、被測定者の心拍に同期して図示しない上腕動脈から発生してカフ１５に伝達される圧力振動波であり、上記カフ１５、圧力センサ４０、および脈波弁別回路５４は脈波センサとして機能している。
【００１６】
上記電子制御装置５８は、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６、および図示しないＩ／Ｏポート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、ＣＰＵ６２は、ＲＡＭ６６の一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭ６４に記憶された手順に従って入力信号を処理して駆動信号や表示信号などを出力する。すなわち、血圧測定に際しては、ＣＰＵ６２は、予め定められた手順に従って減速機付ＤＣモータ４８を駆動することによりカフ１５を生体の上腕部に巻回し、空気ポンプ４４を駆動することによりカフ１５により上腕部を圧迫し、次いで切換弁４２を駆動してカフ１５の圧迫圧力を徐々に降圧させ、その徐速降圧過程において得られる脈波信号ＳＭ１ およびカフ圧信号ＳＫに基づいてオシロメトリック方式により血圧値を決定し、その血圧値を最高血圧表示器３２および最低血圧表示器３４に表示させると同時に、記憶装置６８の血圧値記憶領域６９に順次記憶させる。なお、この記憶装置６８は、磁気ディスク、磁気テープ、揮発性半導体メモリ、或いは不揮発性半導体メモリなどのよく知られた記憶装置により構成されている。
【００１７】
心電誘導装置７０は、被測定者の右腕１２の手首と左腕１３の手首に接触させられる一対の電極１８を通して、心筋の活動電位を示す心電誘導波形、所謂心電図を連続的に検出するものであり、その心電誘導波形を示す信号を前記電子制御装置５８へ供給する。
【００１８】
図３は、上記自動血圧測定装置８における電子制御装置５８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図において、昇圧制御手段７８は、まず、切換弁４２を圧力供給状態に切り換え、空気ポンプ４４を駆動することにより、カフ１５の圧迫圧力を所定の目標カフ圧値Ｐ１ （例えば、１８０ｍｍＨｇ程度の圧力値）まで急速に昇圧し、引き続き、切換弁４２を徐速排圧状態に切り換えることによりカフ１５の圧迫圧力を徐々に降圧させ、血圧測定終了後は切換弁４２を急速排圧状態に切り換えることにより、カフ１５の圧迫圧力を急速排圧させる。血圧決定手段８０は、カフ１５の圧迫圧力を緩やかに下降させる徐速降圧過程において、圧力センサ４０（脈波センサに相当）を介して脈波弁別回路５４により採取されるカフ脈波の振幅の変化に基づいて良く知られたオシロメトリック方式により被測定者の最高血圧値ＳＢＰおよび最低血圧値ＤＢＰを決定し、カフ脈波の発生間隔に基づいて脈拍数ＨＲを算出する。
【００１９】
時間差算出手段８２は、圧力センサ４０により逐次検出される前記カフ脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位から、前記心電誘導装置７０により逐次検出される心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位までの時間差、たとえば、図４に示されるような心電誘導波形のＲ波からカフ脈波の下ピーク点までの時間差ＴＤＲＰを逐次算出する。なお、カフ脈波の立ち上がり部位には、上記下ピーク点の他、下ピーク点から所定の振幅値だけ立ち上がった点、或いはカフ脈波の最大傾斜点（カフ脈波の微分波形の最大ピーク点に相当）などが対応しており、別言すれば、カフ脈波の最大点以外の所定点が対応している。そして、伝播速度算出手段８４では、予め設定された数式１から実際に算出された上記時間差ＴＤＲＰに基づいて、前記カフ脈波の伝播速度ＶＭ１（ｍ／ｓｅｃ）が算出される。数式１において、Ｌは左心室から大動脈を経て前記圧力センサ４０の押圧部位までの距離（ｍ）であり、ＴＰＥＰ は心電誘導波形のＲ波からカフ脈波の下ピーク点までの前駆出期間（ｓｅｃ）である。これらの距離Ｌおよび前駆出期間ＴＰＥＰ には予め実験的に求められた値が用いられる。
【００２０】
【数１】
ＶＭ１＝Ｌ／（ＴＤＲＰ−ＴＰＥＰ ）
【００２１】
変化値判定手段８６は、伝播速度算出手段８４により逐次算出されるカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の隣接した相互の変化値、すなわち、変化量或いは変化率が所定値以下、例えば、０．１（ｍ／ｓｅｃ）以下、或いは３％以下になったか否かを判定する。伝播速度決定手段８７は、変化値判定手段８６によりカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の隣接した相互の変化値が所定値以下になったと判定された領域内（図５に表される伝播速度ＶＭ１のうち水平部分に相当）から、伝播速度算出手段８４により算出されたカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の最初から３拍分の平均値を、前記生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度ＶＭ２として決定する。
【００２２】
さらに、修正伝播速度算出手段８９では、予め記憶された数式２から、前記血圧決定手段７４により決定された最低血圧値ＤＢＰと脈拍数ＨＲに基づいて、予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ （たとえば８０ｍｍＨｇ）と脈拍数ＨＲｔ （たとえば７０ＢＰＭ）における値に修正（正規化）した前記カフ脈波の修正伝播速度ＶＭ３（ｍ／ｓｅｃ）が算出される。数式２において、係数Ａは係数値決定手段８８により数式３に基づいて予め決定されるものであり、伝播速度ＶＭ２に比例し、最低血圧値ＤＢＰに反比例して変化する係数値である。ここで数式３の定数Ｂ，Ｃ及びＤや、数式２の定数Ｅは予め実験的に求められる。
【００２３】
【数２】
ＶＭ３＝ＶＭ２＋Ａ（ＢＰｔ −ＤＢＰ）＋Ｅ（ＨＲｔ −ＨＲ）
【００２４】
【数３】
Ａ＝ＢＶＭ２−Ｃ（ＤＢＰ）＋Ｄ
【００２５】
また、予想伝播速度決定手段９０は、変化値判定手段８６によりカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の隣接した相互の変化値が所定値以下になったと判定されてから、伝播速度算出手段８４により逐次算出される複数個のカフ脈波の伝播速度ＶＭ１に基づいて、伝播速度算出手段８４により次に算出されることが予想される予想伝播速度ＶＭ１’（図５の△印に相当）を数式４に基づいて決定する。脈波修正手段９２は、この予想伝播速度ＶＭ１’と、伝播速度算出手段８４により実際に算出されたカフ脈波の伝播速度ＶＭ１（図５の●印に相当）との差ΔＶＭ１、すなわち、数式５より算出される差ΔＶＭ１に基づいて、予め設定される数式６から算出される振幅値Ｘ１ だけ、今回の伝播速度ＶＭ１が算出されたカフ脈波の振幅値に加算させる、すなわち、図６に実線で示される振幅値に破線で示される分の振幅値を加算させるか、又は、予め設定される数式７から算出される圧力値Ｘ２ だけ、今回の伝播速度ＶＭ１が算出されたカフ脈波の発生した時点におけるカフ１５内の圧力値に加算させる、すなわち、図６に実線で示されるカフ脈波を破線で示される位置に移動させることにより、血圧決定手段８０に用いられるカフ脈波を正しく修正する。ここで、数式６及び７の定数Ｆ、Ｇは予め実験的に求められるものである。また、前記血圧決定用脈波修正手段９３は、前記予想伝播速度決定手段９０と前記脈波修正手段９２とから成るものである。
【００２６】
【数４】
ＶＭ１’＝〔（ＶＭ１）ｉ−ｎ ＋・・・＋（ＶＭ１）ｉ−１ ＋（ＶＭ１）ｉ 〕／（ｎ＋１）
【００２７】
【数５】
ΔＶＭ１＝ＶＭ１’−ＶＭ１
【００２８】
【数６】
Ｘ１ ＝Ｆ（ΔＶＭ１）
【００２９】
【数７】
Ｘ２ ＝−Ｇ（ΔＶＭ１）
【００３０】
血圧決定終了手段９４は、伝播速度算出手段８４により逐次算出されるカフ脈波の伝播速度ＶＭ１が、カフ１５内の圧力値毎に予め設定された伝播速度ＶＭ１の採り得る所定の許容範囲、すなわち、図５の１点鎖線内の領域を超えた場合には、血圧決定手段８０による血圧決定を終了させる。この許容範囲は通常の血圧測定では伝播速度ＶＭ１が絶対に取り得ない範囲であり、予め実験的に求められるものである。
【００３１】
図７は、上記電子制御装置５８の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図のステップＳＡ１（以下、ステップを省略する。）では、カード読込み装置７２のカード挿入口２８へ磁気カード７４が挿入されたか否かが判断される。このステップＳＡ１の判断が否定された場合には本ルーチンが終了させられるが，肯定された場合にはＳＡ２において磁気カード７４に記録されたＩＤ信号が読み込まれる。
【００３２】
続くＳＡ３では、読み込まれたＩＤ信号が記憶装置６８の記憶領域に予め登録されたものであるか否かが判断される。このＳＡ３の判断が否定された場合すなわち磁気カード７４に記録されたＩＤ信号が未登録である場合は，後述のＳＡ１６が実行されてカード挿入口２８から磁気カード７４が送り出される。しかし、このＳＡ３の判断が肯定された場合すなわち磁気カード７４に記録されたＩＤ信号が登録済である場合は、続くＳＡ４において血圧測定のための起動スイッチ２２が操作されたか否かが判断される。
【００３３】
このＳＡ４の判断が否定されると肯定されるまで待機させられる。しかし、このＳＡ４の判断が肯定された場合は、昇圧制御手段７８に対応するＳＡ５およびＳＡ６が実行される。まず、ＳＡ５において、切換弁４２が圧力供給状態に切り換えられ且つ空気ポンプ４４が駆動されてカフ圧Ｐが予め設定された目標カフ圧Ｐ１ （例えば１８０ｍｍＨｇ程度の圧力）まで昇圧された後、空気ポンプ４４が停止させられる。次いで、ＳＡ６において、切換弁４２が徐速排圧状態に切り換えられることによりカフ１５内の徐速降圧が開始される。
【００３４】
続いて、ＳＡ７においては、脈波信号ＳＭ１ が読み込まれて脈波が１拍検出されたか否かが判断される。この判断が否定された場合にはＳＡ７が繰り返し実行されるが、肯定された場合には、血圧決定手段８０に対応するＳＡ８の血圧値決定ルーチンが実行される。この血圧値決定ルーチンにおいては、カフ圧Ｐの徐速降圧過程で逐次検出された脈波の振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリック方式の血圧値決定アルゴリズムに従って最高血圧値ＳＢＰ１ 、最低血圧値ＤＢＰ１ 、および平均血圧値ＭＢＰ１ が決定されると共に、脈波発生間隔に基づいて脈拍数ＨＲ１ が決定される。
【００３５】
次に、ＳＡ９において、最高血圧値ＳＢＰ１ および最低血圧値ＤＢＰ１ が決定されたか否かが判断される。この判断が否定された場合にはＳＡ７乃至ＳＡ９が繰り返し実行される。しかし、この判断が肯定された場合には、続くＳＡ１０において、測定された上記最高血圧値ＳＢＰ１ 、最低血圧値ＤＢＰ１ 、平均血圧値ＭＢＰ１ 、および脈拍数ＨＲ１ と測定日時とが記憶装置６８の血圧値記憶領域６９内に被測定者毎に記憶されると共に最高血圧表示器３２、最低血圧表示器３４、脈拍数表示器３６にそれぞれ表示される。
【００３６】
続いて、伝播速度決定手段８７に対応するＳＡ１１において、後述するＲＡＭ６６の第２記憶領域内に記憶されている伝播速度ＶＭ１のうち、最初から３拍分の伝播速度ＶＭ１の平均値が算出されることにより、カフ脈波の伝播速度ＶＭ２が決定される。そして、続く係数値決定手段８８に対応するＳＡ１２において、予め記憶される数式２における係数Ａが、予め記憶される数式３から、ＳＡ１１において決定された伝播速度ＶＭ２とＳＡ８において決定された最低血圧値ＤＢＰとに基づいて決定される。
【００３７】
続いて、修正伝播速度算出手段８９に対応するＳＡ１３において、予め記憶された数式２から、ＳＡ８において測定された最低血圧値ＤＢＰと脈拍数ＨＲに基づいて、上記カフ脈波が予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ と脈拍数ＨＲｔ における値に修正された、すなわち、正規化された修正伝播速度ＶＭ３が算出される。
【００３８】
続いて、昇圧制御手段７８に対応するＳＡ１４において、切換弁４２が急速排圧状態に切り換えられることにより、カフ１５内の急速排圧が開始される。そして、続くＳＡ１５において、図９に示されるように、前記最高血圧値ＳＢＰ１ 等が、プリンタ２６により記録紙１００上に表示出力される。すなわち、記録紙１００上の左上の位置には被測定者の氏名１０２が表示されるとともに、その下側には、測定日時、血圧値、脈拍数、および前記修正伝播速度ＶＭ３から図１０に従って決定される動脈硬化度のリスト１０４、トレンドグラフ１０６が順次表示される。この動脈硬化度の決定方法としては、たとえば、図１０のような表に基づいて、算出された修正伝播速度ＶＭ３の値に応じて所定の動脈硬化度の値を選択することにより決定する。なお、この表は予め実験的に決定されるものであり、動脈硬化度の値が大きくなる程、被測定者の動脈はしなやかさを失っている。このトレンドグラフ１０６では、最高血圧値および最低血圧値を上端および下端それぞれに示す棒線と脈拍数を示す△印と動脈硬化度を示す●印とが血圧測定時点に対応して横軸すなわち時間軸１０８に沿って表示されている。そして、続くＳＡ１６が実行されることにより、磁気カード７４がカード挿入口２８から送り出される。
【００３９】
図８は、図７のメインルーチンに対して、心電誘導波形のＲ波が検出された場合に実行される割り込みルーチンを示すフローチャートである。図８において、ＳＢ１においては、心電誘導波形のＲ波が発生した時刻が読み込まれる。次に、ＳＢ２において、脈波信号ＳＭ１ の下ピーク点が検出されたか否かが判断される。この判断が否定された場合は、引き続きＳＢ２が繰り返されるが、この判断が肯定された場合は、続くＳＢ３において、脈波信号ＳＭ１ の下ピーク点が発生した時刻が読み込まれる。
【００４０】
次に、前記時間差算出手段８２に対応するＳＢ４において、図４に示されるように、心電誘導波形のＲ波からカフ脈波の下ピーク点までの時間差ＴＤＲＰが算出される。続いて、前記伝播速度算出手段８４に対応するＳＢ５において、予め記憶された数式１からＳＢ４において実際に求められた時間差ＴＤＲＰに基づいて、上記カフ脈波の伝播速度ＶＭ１が算出されると共に、ＲＡＭ６６の第１記憶領域内に一時的に記憶される。
【００４１】
次に、血圧決定終了手段９４に対応するＳＢ６において、ＳＢ５において算出されたカフ脈波の伝播速度ＶＭ１が予め設定される伝播速度ＶＭ１の採り得る所定の許容範囲を超えたか否かが判断される。すなわち、図４の１点鎖線で表される最大許容曲線、或いは最小許容曲線をこの伝播速度ＶＭ１が超えたか否かが判断される。この判断が肯定された場合は、測定された血圧値は明らかに疑わしいので再度測り直しを行うべく、昇圧制御手段７８に対応するＳＢ７が実行されることにより、切換弁４２が急速排圧状態に切り換えられてカフ１５内の急速排圧が開始されると共に、ＳＢ８において、再度測定を行うべき旨の表示がプリンタ２６により記録紙１００上に表示出力され、ＳＢ９において、カード挿入口２８から磁気カード７４が送り出される。
【００４２】
しかし、このＳＢ６の判断が否定された場合には、続く変化値判定手段８６に対応するＳＢ１０において、ＳＢ５において算出された伝播速度ＶＭ１とＲＡＭ６６の第１記憶領域内に記憶されている１周期前に算出された伝播速度ＶＭ１との相互の変化値、すなわち、変化量或いは変化率が所定値以下、例えば、０．１（ｍ／ｓｅｃ）以下、或いは３％以下になったか否かが判断される。この判断が肯定された場合は、続くＳＢ１１において、ＳＢ５において算出された伝播速度ＶＭ１がＲＡＭ６６の第２記憶領域内に一時的に記憶される。そして、予想伝播速度決定手段９０に対応するＳＢ１２において、このＲＡＭ６６の第２記憶領域内に記憶されている複数個の伝播速度ＶＭ１に基づいて、数式４から、次に算出されることが予想されるカフ脈波の予想伝播速度ＶＭ１’（図４の△印に相当）が決定され、ＲＡＭ６６の第３記憶領域内に一時的に記憶される。
【００４３】
しかし、このＳＢ１０の判断が否定された場合は、続く脈波修正手段９２に対応するＳＢ１３において、ＲＡＭ６６の第３記憶領域内に最新のものとして記憶されている１周期前に算出された伝播速度ＶＭ１を利用して決定された予想伝播速度ＶＭ１’（図４の△印に相当）と、ＳＢ５において算出された今回のカフ脈波の伝播速度ＶＭ１（図４の●印に相当）との差ΔＶＭ１、すなわち、数式５より算出される差ΔＶＭ１に基づいて、予め設定される数式６から算出される振幅値Ｘ１ だけ、今回の伝播速度ＶＭ１が算出されたカフ脈波の振幅値に加算されるか、或いは、予め設定される数式７から算出される圧力値Ｘ２ だけ、今回の伝播速度ＶＭ１が算出されたカフ脈波の発生時におけるカフ１５内の圧力値に加算されることにより、前記血圧決定手段８０に用いられるカフ脈波の修正が行われる。
【００４４】
上述のように、本実施例によれば、生体に接触される電極１８を通して心電誘導装置７０により生体の心電誘導波形が検出され、圧力センサ４０（脈波センサに相当）により生体の脈波が検出されると、時間差算出手段８２に対応するＳＢ４において心電誘導波形のＲ波から、カフ脈波の下ピーク点までの時間差ＴＤＲＰが算出され、伝播速度算出手段８４に対応するＳＢ５において、その時間差ＴＤＲＰに基づいてカフ脈波の伝播速度ＶＭ１が算出される。そして、この伝播速度ＶＭ１の変化値が所定値以下になったと変化値判定手段８６に対応するＳＢ１０により判定されてから、伝播速度算出手段８４に対応するＳＢ５により逐次算出される複数個の脈波の伝播速度ＶＭ１に基づいて、数式４から、次に算出されることが予想される予想伝播速度ＶＭ１’が、予想伝播速度決定手段９０に対応するＳＢ１２により決定され、脈波修正手段９２に対応するＳＢ１３により、このカフ脈波の予想伝播速度ＶＭ１’と、ＳＢ５により実際に算出された今回のカフ脈波の伝播速度ＶＭ１との差ΔＶＭ１に基づいて、予め設定される数式６から算出される振幅値Ｘ１ だけ、今回の伝播速度ＶＭ１が算出されたカフ脈波の振幅値に加算されるか、或いは予め設定される数式７から算出される圧力値Ｘ２ だけ、このカフ脈波の発生時のカフ圧値に加算されることにより、前記血圧測定手段に対応するＳＡ８に用いられるカフ脈波の修正が行われる。したがって、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化しても、好適に血圧値の補正が行われるので、常に正確な血圧値決定が行われ、血圧測定精度に重大な影響が及ぼされることがなくなる。
【００４５】
また、本実施例によれば、上記伝播速度ＶＭ１が前記カフ１５内の圧力値毎に予め設定される伝播速度ＶＭ１の採り得る所定の許容範囲、すなわち、図５の１点鎖線内の領域を超えた場合には、血圧決定手段８０に対応するＳＡ８による血圧決定が血圧決定終了手段９４に対応するＳＢ６により終了させられる。したがって、血圧測定中に何等かの事情により心拍毎に血圧値が変化しても、その変化が許容量をはるかに超えて異常である場合には、血圧値決定が終了させられるため、血圧測定精度に重大な影響が及ぼされることがなくなる。
【００４６】
また、本実施例によれば、上記伝播速度ＶＭ１の変化値が所定値以下であると変化値判定手段８６に対応するＳＢ１０において判定されてから、ＳＢ５において逐次算出されたカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の３拍分の平均値が、伝播速度決定手段８７に対応するＳＡ１１において、生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度ＶＭ２として決定される。したがって、カフ１５の圧迫圧力の変化に関わらず、逐次算出される脈波伝播速度ＶＭ１が常に略一定値を示すような時点の脈波伝播速度ＶＭ１が最終的に脈波伝播速度ＶＭ２として決定されるので、脈波伝播速度の測定精度が向上させられる。
【００４７】
また、本実施例においては、修正伝播速度算出手段８９に対応するＳＡ１３において、予め記憶される数式２から、前記血圧測定手段８０に対応するＳＡ８により測定された最低血圧値ＤＢＰ及び脈拍数ＨＲに基づいて、予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ および脈拍数ＨＲｔ における値に修正（正規化）した修正伝播速度ＶＭ３が算出される。従って、たとえ、生体の血圧値や脈拍数が測定する度に多少異なっていたとしても、本装置により算出される脈波伝播速度は、上記一定の血圧値および脈拍数における修正伝播速度ＶＭ３に正規化されているので、測定された脈波伝播速度を被測定者の動脈硬化度の経時的変化を表す指標として直接用いることが可能となる。
【００４８】
また、この装置によって測定される修正伝播速度ＶＭ３は、係数値決定手段８８に対応するＳＡ１２において、予め記憶される数式３に基づいて、ＳＢ５において算出される伝播速度ＶＭ１とＳＡ８において測定される最低血圧値ＤＢＰとから決定される係数Ａ、すなわち、動脈硬化度の個人差による影響をも加味した係数を用いて算出されたものであるので、測定された脈波伝播速度を動脈硬化度の個人差を表す指標として用いることが可能となる。
【００４９】
また、本実施例の自動血圧測定装置８によれば、血圧測定と同時に脈波伝播速度も測定され、しかも、その脈波伝播速度は動脈硬化度の経時的変化を表す指標として直接用いることが可能なものに換算されているので、被測定者により多くの生体情報が提供されることになり、健康状態をより多角的に判断することが可能となる。また、算出される脈波伝播速度に対応する動脈硬化度はトレンドグラフ表示されるので、経時的変化をより簡便且つ正確に把握することができる。
【００５０】
また、従来、脈波伝播速度は、専用の固定具を用いて頚動脈および股動脈に脈波センサを装着することにより測定されていたために、最適な押圧を探すのにかなりの熟練を要し、被測定者自身が測定することはかなり困難であったが、本実施例の自動血圧測定装置８によれば、特に熟練を要することなく脈波伝播速度を簡単に測定することができるので、被測定者自身による測定が可能となる。
【００５１】
しかも、算出される修正伝播速度ＶＭ３は、予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ および脈拍数ＨＲｔ における値に修正されたものであるので、数式８に基づいて、予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ における値に修正されただけのものと比較すると、脈拍数による影響がなくなる分だけ、より一層正確な評価が可能となる。
【００５２】
【数８】
ＶＭ３＝ＶＭ２＋Ａ（ＢＰｔ −ＤＢＰ）
【００５３】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００５４】
たとえば、前述の実施例において、数式１から、心電誘導波形のＲ波からカフ脈波の下ピーク点までの時間差ＴＤＲＰに基づいて脈波伝播速度ＶＭ１が算出されていたが、その時間差ＴＤＲＰは、心電誘導波形のＱ波或いはＳ波からカフ脈波の下ピーク点から所定の振幅値だけ立ち上がった点までの時間差、心電誘導波形のＱ波或いはＲ波からカフ脈波の最大傾斜点までの時間差など、種々に定義され得る。
【００５５】
また、前述の実施例の数式１において、ＴＰＥＰ は心電誘導波形のＲ波からカフ脈波の下ピーク点までの前駆出期間（ｓｅｃ）として定義されていたが、心電誘導波形のＱ点或いはＳ点からカフ脈波の下ピーク点までの前駆出期間として定義されていてもよい。心電波形におけるＱ点、Ｒ点、Ｓ点の間の相互の時間差は極めて僅かな値であるので、前述の実施例のように定義されていても差支えない。
【００５６】
また、前述の実施例においては、右腕１２が貫通穴１４に差し込まれるように構成されていたが、左腕１３が貫通穴１４に差し込まれるように構成されていても差支えなく、この場合は貫通穴１４、第１アームレスト１７、および第２アームレスト１９等が左右反対の位置に設けられる。さらに、前述の実施例において、第１アームレスト１７は上向きに傾斜して設けられていたが、別に水平状に設けられていても構わず、逆に第２アームレストが上向きに傾斜して設けられていても構わない。要するに、筋肉が弛緩した状態を良好に保つことができるように設計されていればよいのである。
【００５７】
また、前述の実施例において、電極１８は第１アームレスト１７および第２アームレスト１９の先端部に設けられていたが、別にこの位置に限られる必要はなく、アームレストの形状および設置場所等により様々な設置位置に変更され得る。要するに、右腕１２と左腕１３とから安定した心電誘導波形を検出できるように設置されていればよいのである。
【００５８】
また、前述の実施例においては、カフ１５が自動的に被測定者の腕に巻き締められる形式の自動血圧測定装置８が採用されていたが、別に、被測定者が自分で腕に巻き締める形式の自動血圧測定装置が採用されていても構わず、また、心電誘導波形は、別にアームレスト上に設けられた電極から検出される必要はなく、従来通りの生体の所定箇所に接触させられた、例えば、吸盤状の心電電極から検出されるように構成されていても構わない。
【００５９】
また、前述の実施例においては、算出される修正伝播速度ＶＭ３は、予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ および脈拍数ＨＲｔ における値に修正されたものであったが、算出される修正伝播速度ＶＭ３が、数式８に基づいて、予め設定された一定の血圧値ＢＰｔ における値にだけ修正されたものであっても構わない。脈拍数が脈波伝播速度に及ぼす影響は血圧値が及ぼす影響程には大きくないので、それでも必要充分な効果が得られる。
【００６０】
また、前述の実施例の数式３に代えて、数式９が用いられてもよい。要するに、伝播速度ＶＭ２に比例し、且つ最低血圧値ＤＢＰに反比例する係数Ａが算出されていればよいのである。
【００６１】
【数９】
また、前述の実施例のＳＡ１５においては、動脈硬化度のリスト１０４及びトレンドグラフ１０６が表示されていたが、修正伝播速度ＶＭ３がそのままリスト１０４及びトレンドグラフ１０６に表示されるように構成されていてもよい。
【００６３】
また、前述の実施例においては、ＳＢ５において逐次算出されるカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の変化値が所定値以下であるとＳＢ１０において判定されてから、ＳＢ５において逐次算出されたカフ脈波の伝播速度ＶＭ１の３拍分の平均値が、伝播速度決定手段８７に対応するＳＡ１１において生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度ＶＭ２として決定されていたが、平均値ではなく任意に摘出された１拍分の伝播速度ＶＭ１の何れかをを伝播速度ＶＭ２として決定してもよいし、より精度を増すために３拍より多い拍数分の平均値から伝播速度ＶＭ２が算出されていても構わない。
【００６４】
また、前述の実施例においては、ＳＢ１２において、ＲＡＭ６６の第２記憶領域内に記憶されている複数個の伝播速度ＶＭ１に基づいて、数式４を用いることにより、すなわち、移動平均値を用いて、次に算出されることが予想されるカフ脈波の予想伝播速度ＶＭ１’が逐次決定されているが、移動平均値の代わりに所謂回帰直線を用いてカフ脈波の予想伝播速度ＶＭ１’を決定するように構成されていてもよい。
【００６５】
また、前述の実施例においては、カフ１５の圧迫圧力を緩やかに降圧させる徐速降圧過程において採取されるカフ脈波の振幅の変化に基づいて血圧値が決定されていたが、カフ１５の圧迫圧力を緩やかに昇圧させる徐速昇圧過程において採取されるカフ脈波に基づいて血圧決定が行われるように構成されていてもよい。
【００６６】
また、前述の実施例においては、オシロメトリック方式による血圧値決定が行われていたが、前記第２発明に関しては、コロトコフ音方式による血圧値決定が行われるように構成されていても同様の効果を得ることができる。
【００６７】
本発明はその主旨を逸脱しない範囲においてその他種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置８を説明する斜視図である。
【図２】図１の実施例の回路構成を説明するブロック線図である。
【図３】図１の実施例の電子制御装置５８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図４】図１の実施例の制御作動により求められる時間差ＴＤＲＰを説明するタイムチャートである。
【図５】図１の実施例の制御作動により求められる伝播速度ＶＭ１のカフ１５内の圧力値に対する変化傾向を示す図である。
【図６】図１の実施例の制御作動により求められるカフ脈波の振幅値のカフ１５内の圧力値に対する変化傾向を示す図である。
【図７】図１の実施例の電子制御装置５８の制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図８】図４に示されるメインルーチンに対して、心電誘導波形のＲ波が検出された際に実行される割り込みルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図１の実施例のプリンタ２６による表示出力の一例を示す図である。
【図１０】測定された修正伝播速度ＶＭ３を所定の動脈硬化度に換算し直す際に用いられる表の一例を示す図である。
【符号の説明】
８：脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置
１５：カフ
１８：電極
４０：圧力センサ（脈波センサ）
７０：心電誘導装置
７８：昇圧制御手段
８０：血圧決定手段
８２：時間差算出手段
８４：伝播速度算出手段
８６：変化値判定手段
８８：伝播速度決定手段
８９：修正伝播速度算出手段
９０：予想伝播速度決定手段
９２：脈波修正手段
９３：血圧決定用脈波修正手段
９４：血圧決定終了手段
Claims (3)
- 生体の一部に巻回されたカフの圧迫圧力を変化させる過程で、該カフに心拍に同期して発生する脈波を検出し、該脈波の振幅の変化に基づいて該生体の血圧値を決定する血圧決定手段を備えた形式の脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置において、
該生体に接触される電極を通して該生体の心電誘導波形を検出する心電誘導装置と、
前記カフの圧迫圧力を変化させる過程で該カフに発生する脈波を検出する脈波センサと、
前記心電誘導装置により検出される心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位から、前記脈波センサにより検出される脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位までの時間差を算出する時間差算出手段と、
該時間差算出手段により算出される時間差に基づいて該脈波の伝播速度を算出する伝播速度算出手段と、
該伝播速度算出手段により算出される該脈波の伝播速度の前記カフ圧に対する変化が所定値以下になったか否かを判定する変化値判定手段と、
前記血圧決定手段により用いられる脈波のうち、該変化値判定手段により前記脈波の伝播速度のカフ圧に対する変化が所定値以下となったと判定された領域内における複数の脈波伝播速度群からのずれを生じた脈波伝播速度に対応する脈波を、該ずれに基づいて修正する血圧決定用脈波修正手段と
を、含むことを特徴とする脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置。 - 前記血圧決定用脈波修正手段は、前記変化値判定手段により該脈波の伝播速度の前記カフ圧に対する変化が所定値以下になったと判定されてから、該伝播速度算出手段により算出される複数個の該脈波の伝播速度から、該伝播速度算出手段により次に算出されることが予想される該脈波の予想伝播速度を決定する予想伝播速度決定手段と、
該予想伝播速度決定手段により決定された該脈波の予想伝播速度と、該伝播速度算出手段により実際に算出された該脈波の伝播速度との差に基づいて、予め設定される所定の関係から求められる振幅値或いは圧力値だけ、前記血圧決定手段に用いられる脈波を修正する脈波修正手段とから成るものである請求項１に記載の脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置。 - 生体の一部に巻回されたカフの圧迫圧力を変化させる過程で、該生体から発生する心拍同期信号に基づいて該生体の血圧値を決定する血圧決定手段を備えた形式の脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置において、
前記生体に接触される電極を通して該生体の心電誘導波形を検出する心電誘導装置と、
前記カフの圧迫圧力を変化させる過程で該カフに発生する脈波を検出する脈波センサと、
該心電誘導装置により検出される心電誘導波形の周期毎に発生する所定の部位から、該脈波センサにより検出される脈波の周期毎に発生する立ち上がり部位までの時間差を算出する時間差算出手段と、
該時間差算出手段により算出される時間差に基づいて該脈波の伝播速度を算出する伝播速度算出手段と、
該伝播速度算出手段により算出される該脈波の伝播速度が、前記カフ内の圧力値毎に予め設定された該伝播速度の採り得る所定の許容範囲を超えた場合には、前記血圧決定手段による血圧決定を終了させる血圧決定終了手段と
を、含むことを特徴とする脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置。
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| JP30735495A JP3571435B2 (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 脈波伝播速度測定機能付き自動血圧測定装置 |
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-
1995
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