JP6027767B2 - Automatic blood pressure measurement device. - Google Patents
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Description
本発明は、腕、足首のような生体の一部である被圧迫部位内の動脈から発生する脈波を検出するためにその被圧迫部位に巻回される圧迫帯を備えた自動血圧測定装置に関するものである。 The present invention relates to an automatic blood pressure measuring device having a compression band wound around a compression site in order to detect a pulse wave generated from an artery in the compression site that is a part of a living body such as an arm or an ankle. It is about.
生体の血圧値等の循環器情報は、生体の動脈からその拍動に同期して発生する脈波をその生体の被圧迫部位に巻回された圧迫帯内の圧力振動として検出し、その脈波の大きさの予め設定された変化状態となったときのその圧迫帯の圧迫圧力に基づいて測定される。このような間接血圧測定は、オシロメトリック法或いはカフ振動法として知られ、広く採用されている。このようなオシロメトリック法では、圧迫帯の圧迫圧力の連続的変化に伴ってカフに発生する脈波の大きさが増減し、その振幅値が示すエンベロープ(包絡線)から、聴診法により血圧測定値と対比により統計的に血圧値を決定している。たとえば、特許文献1および特許文献2に示す血圧測定装置がそれである。
Cardiovascular information such as the blood pressure value of a living body detects a pulse wave generated from an artery of a living body in synchronization with the pulsation as a pressure vibration in a compression band wound around a pressed portion of the living body, and the pulse It is measured based on the compression pressure of the compression band when a preset change state of the wave magnitude is reached. Such indirect blood pressure measurement is known as an oscillometric method or a cuff vibration method and is widely adopted. In such an oscillometric method, the magnitude of the pulse wave generated in the cuff increases and decreases with the continuous change of the compression pressure in the compression band, and the blood pressure is measured by an auscultation method from the envelope indicated by the amplitude value. The blood pressure value is statistically determined by comparison with the value. For example, this is the blood pressure measuring device shown in
しかし、このような血圧測定法においては、圧迫帯から動脈に加えられる圧迫圧力はカフの幅方向(血管の長手方向)でその圧迫帯の中心部と端部とで大きな圧迫圧力差が存在するのが一般的であり、たとえば数十mmHgの圧迫圧力差があるため、動脈の圧迫が均一でないこと、また、動脈の拍動に応答して圧迫帯に発生する圧力振動は、圧迫帯の中心部と端部との間で圧迫圧力差が形成された圧迫状態で動脈が圧迫された結果であること、また、動脈の拍動に応答して圧迫帯に発生する圧力振動は、圧迫帯の柔軟性にも依存していることなどにより、原理的に不明確であるということが避けられなかった。このため、その実用に当たっては、聴診法による測定値との間で平均誤差が小さくなるように測定値を補正する測定アルゴリズムが作成されていた。 However, in such a blood pressure measurement method, the compression pressure applied to the artery from the compression band has a large pressure difference between the center and the end of the compression band in the cuff width direction (longitudinal direction of the blood vessel). For example, since there is a pressure difference of several tens of mmHg, the compression of the artery is not uniform, and the pressure vibration generated in the compression band in response to the pulsation of the artery is the center of the compression band. This is the result of compression of the artery in the compression state in which a compression pressure difference is formed between the end and the end, and the pressure vibration generated in the compression band in response to the pulsation of the artery It is inevitable that it is unclear in principle due to its dependence on flexibility. For this reason, in practical use, a measurement algorithm for correcting the measurement value so as to reduce the average error with the measurement value by the auscultation method has been created.
しかし、上記オシロメトリック法による血圧測定値の補正に用いられている聴診法による血圧測定値は、圧迫帯下流側の動脈から発生するコロトコフ音の発生および消滅に基づいて決定されているが、そのコロトコフ音の発生は血液の流れおよび脈波の伝播に起因しており、動脈中の血液の流れや脈波伝播に影響する圧迫帯の幅寸法やその圧迫帯が巻回される生体の一部の太さによって血圧測定値が影響されているのが実情である。圧迫帯の幅寸法が小さすぎる場合は、圧迫圧力が十分に動脈に加えられないために血圧値が高く測定されるというショートカフ効果が発生し、圧迫帯の幅寸法が大きすぎる場合は、圧迫帯下での脈波伝播時の減衰が大きく血圧値が低く測定されるというラージカフ効果が発生する。米国心臓学会(AHA:American Heart Association)では、上記のショートカフ効果およびラージカフ効果の影響を補正するために、圧迫帯の幅寸法が生体の腕太さに対して適切でない場合の血圧測定値の補正値を発表しており、最高血圧値の補正値と最低血圧値の補正値とを別々の値で補正することを推奨している。前記聴診法による血圧測定は、圧迫帯の下流側の動脈から発生するコロトコフ音の発生および消滅に基づいて決定されるので、上記ラージカフ効果により脈波の減衰の影響を受けやすく、十分に高い血圧測定精度が得られていなかった。同時に、その聴診法による血圧測定値との間の誤差が解消されるように測定アルゴリズムを作成していたオシロメトリック法による血圧測定値も、十分に高い血圧測定精度が得られていなかった。 However, the blood pressure measurement value by the auscultation method used for correcting the blood pressure measurement value by the oscillometric method is determined based on the occurrence and disappearance of the Korotkoff sound generated from the artery on the downstream side of the compression band. The generation of Korotkoff sounds is caused by blood flow and pulse wave propagation. The width of the compression band that affects blood flow and pulse wave propagation in the artery and the part of the living body around which the compression band is wound The actual situation is that the blood pressure measurement value is influenced by the thickness. If the width of the compression band is too small, the compression pressure is not applied sufficiently to the artery, resulting in a short cuff effect that the blood pressure is measured high. If the width of the compression band is too large, compression A large cuff effect occurs in which the attenuation during pulse wave propagation under the belt is large and the blood pressure value is measured low. The American Heart Association (AHA) has developed blood pressure measurements when the width of the compression band is not appropriate for the arm thickness in order to correct for the effects of the short and large cuff effects described above. The correction value is announced, and it is recommended to correct the correction value of the maximum blood pressure value and the correction value of the minimum blood pressure value with different values. Since the blood pressure measurement by the auscultation method is determined based on the generation and disappearance of Korotkoff sound generated from the artery on the downstream side of the compression band, the large cuff effect is easily influenced by the attenuation of the pulse wave, and the blood pressure is sufficiently high. Measurement accuracy was not obtained. At the same time, the blood pressure measurement value obtained by the oscillometric method, which has created a measurement algorithm so as to eliminate the error between the blood pressure measurement value obtained by the auscultation method, has not obtained sufficiently high blood pressure measurement accuracy.
本発明の目的とするところは、圧迫帯の幅寸法による影響を少なくでき、正確な血圧測定値が得られる自動血圧測定装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an automatic blood pressure measurement device that can reduce the influence of the width dimension of the compression band and obtain an accurate blood pressure measurement value.
本発明者は、以上の事情を背景として、圧迫帯と圧迫圧力が動脈圧、圧脈波に与える影響に関して種々検討を重ねた。先ず、たとえば図14の(a)、(b)および(c)に示される脈波計測の対象となる上腕計測モデル、上腕動脈モデル、上腕血流脈波伝播モデルに、図15(a)に示す圧脈波データを対応させて考察した。一般に、圧迫帯からの圧迫がないカフ圧フリーの生理的状態では、上腕の動脈圧は心臓側から入射してくる進行波と抹消側からの反射波との合成であることが知られている。また、動脈内の血流に関しては、図15(b)の血流脈波に見られるように、心臓収縮期に押し出される脈流と脈波全周期の定常流との合計であるため、上記カフ圧フリーの生理的状態では、心臓拡張期では流速が低く、粘性が速度に影響しないPoiseuilleの定常流とみなすことができ、心臓収縮期では、血管コンプライアンスが小さいので、血管運動は無視でき、血流はNavier-Stokesの運動方程式で表現できる。 The present inventor conducted various studies on the effects of the compression band and the compression pressure on the arterial pressure and the pressure pulse wave against the background described above. First, for example, the upper arm measurement model, the brachial artery model, and the brachial blood flow pulse wave propagation model to be subjected to pulse wave measurement shown in FIGS. 14A, 14B, and 14C are shown in FIG. The pressure pulse wave data shown was considered correspondingly. In general, in a cuff pressure-free physiological state where there is no compression from the compression band, it is known that the arterial pressure of the upper arm is a combination of a traveling wave incident from the heart side and a reflected wave from the peripheral side . Further, regarding the blood flow in the artery, as seen in the blood flow pulse wave of FIG. 15 (b), it is the sum of the pulsating flow pushed out during the systole and the steady flow of the whole pulse wave period. In the cuff pressure-free physiological state, the flow rate is low in the diastole, the viscosity can be regarded as a steady flow of Poiseuille that does not affect the speed, and in the systole the vascular compliance is small, so the vasomotion can be ignored, Blood flow can be expressed by the Navier-Stokes equation of motion.
本発明者は、前記課題を解決するためには、気室が3分割された3連カフ構造の圧迫帯が必要であると考えており、図14の(a)、(b)および(c)にはその圧迫帯が示されている。血流および脈波の伝播は、心臓の収縮期および拡張期と、圧迫帯の圧迫圧力が最高血圧値SBP以上、最高血圧値SBPから最低血圧値DBPの間および最低血圧値DBP以下の3つの圧迫圧力領域とに分けて検討する必要がある。 In order to solve the above-mentioned problem, the present inventor considers that a compression band having a triple cuff structure in which the air chamber is divided into three parts is necessary, and FIGS. 14 (a), (b) and (c) ) Shows the compression band. The blood flow and the propagation of the pulse wave are divided into three types: the systolic and diastolic phases of the heart, the compression pressure of the compression zone is higher than the maximum blood pressure value SBP, between the highest blood pressure value SBP and the lowest blood pressure value DBP, and lower than the lowest blood pressure value DBP. It is necessary to consider separately from the compression pressure region.
圧迫帯の圧迫圧力が最高血圧値SBP以上である場合を考察する。動脈は圧迫帯下の部位で閉鎖されているので、圧迫帯よりも上流側では、その閉鎖部位からの位相が反転した反射波が発生していると考えられる。圧迫帯よりも下流側では、抹消側からの定常流の流出によって減衰する動脈圧が残存している。この状態では、圧力勾配により流体が円管に流れるPoiseuilleの定常流とみなすことができる。収縮期の脈波波形は、位相反転した反射波が負に影響して細いピーク波形となっている。 Consider the case where the compression pressure in the compression band is greater than or equal to the maximum blood pressure value SBP. Since the artery is closed at the site under the compression band, it is considered that a reflected wave having an inverted phase from the closed site is generated upstream of the compression band. At the downstream side of the compression zone, the arterial pressure that is attenuated by the outflow of the steady flow from the peripheral side remains. In this state, it can be regarded as a Poiseuille steady flow in which the fluid flows in the circular pipe due to the pressure gradient. The pulse wave waveform in the systole has a thin peak waveform due to the negative effect of the phase-inverted reflected wave.
次に、圧迫圧力が最高血圧値SBPから最低血圧値DBPの間である場合を考察する。圧迫帯下の動脈は脈周期の後半では圧平状態となり、圧脈波は独立波として伝播するので、脈波の前半である収縮期部分は前回の脈波の影響を受けない孤立波であり、脈波の拡張期部分は慣性項を有しない。脈波は、定常圧である静圧Pmsと脈動圧である動圧Pmdとに分けられる。脈波の静圧Pms部分のエネルギは流体の量に依存しており、動圧Pmd部分は運動エネルギ(1/2)ρv2に依存している。脈波は、血管コンプライアンスによる動脈の延びによる血管の貯留と血液の慣性とにより伝播するが、圧迫帯下を伝播する脈波は孤立波であるために拡張期部分において運動エネルギを消失しており、静圧部分のエネルギがほぼ脈波の全周期に渡って主体である。この圧迫圧力下では、圧迫帯下流側動脈内圧力であるPd領域における観血法圧脈波の拡張期は血流が定常流であり、動脈系より流失する血流量に依存して圧力が減衰する。血圧測定のための圧迫帯の圧力定速排気に比較して上記の圧力の減衰が少ない場合には圧迫圧力の定速排気の圧力勾配と比較して観血法脈波のボトム圧の勾配は小さく、観血法脈波のボトム圧は圧迫圧力よりも高く観測される。図15(a)の破線部で観察できるように、この圧迫圧力下では上記Pd領域の圧脈波のボトム圧はカフ圧と平行して減衰していることから、上記圧迫圧力に制限されている。このことは、圧脈波のピーク値が収縮期血圧の動揺に従って変動するが、圧脈波はそのボトム圧が上記のように制限されることで変動が小さいことからも明らかである。拡張期末期では、圧迫圧力により血液が押し出される。 Next, a case where the compression pressure is between the maximum blood pressure value SBP and the minimum blood pressure value DBP will be considered. The artery under the compression zone becomes an applanation in the second half of the pulse cycle, and the pressure pulse wave propagates as an independent wave, so the systolic part, which is the first half of the pulse wave, is an isolated wave that is not affected by the previous pulse wave. The diastolic part of the pulse wave has no inertial term. The pulse wave is divided into a static pressure Pms that is a steady pressure and a dynamic pressure Pmd that is a pulsation pressure. The energy of the static pressure Pms portion of the pulse wave depends on the amount of fluid, and the dynamic pressure Pmd portion depends on the kinetic energy (1/2) ρv 2 . The pulse wave propagates due to the retention of blood vessels due to the extension of the artery due to vascular compliance and the inertia of the blood, but since the pulse wave propagating under the compression zone is a solitary wave, the kinetic energy is lost in the diastolic part The energy of the static pressure part is mainly over the entire period of the pulse wave. Under this compression pressure, the blood flow is steady during the diastole of the pulmonary pressure pulse wave in the Pd region, which is the pressure in the downstream artery of the compression zone, and the pressure is attenuated depending on the amount of blood flowing away from the arterial system. To do. When the pressure decay is small compared to the constant pressure exhaust in the compression zone for blood pressure measurement, the bottom pressure gradient of the plethysmographic pulse wave is It is small and the bottom pressure of the open pulse is observed higher than the compression pressure. As can be observed in the broken line portion of FIG. 15A, the bottom pressure of the pressure pulse wave in the Pd region is attenuated in parallel with the cuff pressure under this compression pressure, so that the pressure is limited to the compression pressure. Yes. This is apparent from the fact that the peak value of the pressure pulse wave varies according to the fluctuation of the systolic blood pressure, but the pressure pulse wave has a small variation due to the bottom pressure being limited as described above. At the end of diastole, blood is pushed out by pressure.
収縮期末期の脈流部分について考察する。この圧迫帯の圧力下では、定常流の流れと圧脈波とは同じで、血液の慣性部分の寄与は減衰しており、圧脈波は血流速度で伝播する。図15(a)における脈波の減衰に見られるように、この圧迫帯下の脈波はその伝播により減衰する。この原因は、血管運動によるエネルギ損失および粘性抵抗によるエネルギ損失が大きい。孤立波の先頭よりも圧脈波の反射は随時発生していると考えられるが、孤立波の状態で血流が存在しない状態では圧脈波の媒体である血液がなく、圧脈波の下限は圧迫圧力で制限されている。また、観測される容積脈波の波形は、存在する血流量の静圧部分に制限される。仮に、カフの有効幅が8cmであり、血流速度が30cm/secであるとすると、脈波伝播時間PWTは260msecであり、観測される脈波の時間幅がこれ以下のときは、圧迫帯したの動脈の両端が同時に閉じた状態(時間帯)が存在し、圧脈波の動圧成分は消失して、得られる容積脈波は血流量の変化に追従している。この状態では、図14(c)において圧迫帯よりも下流側のd部では、円管に流れるのでPoiseuilleの定常流とみなすことができる。圧迫帯下流側のd部のインピーダンスは圧迫帯下のc部よりも低いので、圧迫帯の下流側の端から上流側へ向かう反射波c1は小さいと考えられる。d部に伝播した圧脈波の分岐部からの反射波d1が圧迫帯下に表れる反射波c2について考察する。その反射波c2は、d部に流入する血流量とd部から抹消へ流出する血流量との差による圧力ポテンシャルが増大して圧迫帯下の圧力を超えると、反射波c2が圧迫帯下に表れる。反射波c2が表れるより高い圧迫圧力では、脈波の時間幅は心収縮期に拍出される脈波の時間幅であるが、反射波c2が表れると急速にその時間幅が拡大する。拡張期末期には血管は閉じるが、圧迫帯の幅の中で脈波が孤立することは無くなる。反射波も脈波の減衰があり、総合的に見ると、反射波c2の観測とともに脈波の進行方向の減衰率は低下する。これは圧脈波に動圧が表れてきた領域といえる。圧脈波の減衰は、観測される上流域、中流域、下流域の容積脈波の減衰と同じと仮定する。これ以降、圧迫帯より下流側のd部では、流体はNavier-Stokesの運動方程式で表現される。前述のように、d部のボトム圧は流入する血流量と流出する血流量との差に起因して、すなわち抹消血管抵抗の大きさに依存して血圧が上昇し、圧迫圧力より若干高くシフトしている。 Consider the pulsating part at the end of systole. Under the pressure in the compression zone, the steady flow and the pressure pulse wave are the same, the contribution of the inertial part of the blood is attenuated, and the pressure pulse wave propagates at the blood flow velocity. As can be seen from the attenuation of the pulse wave in FIG. 15A, the pulse wave under this compression zone is attenuated by its propagation. The cause is large energy loss due to vasomotion and energy loss due to viscous resistance. It is thought that reflection of the pressure pulse wave occurs from time to time rather than the head of the solitary wave, but there is no blood that is the medium of the pressure pulse wave when there is no blood flow in the solitary wave state, and the lower limit of the pressure pulse wave Is limited by pressure. Moreover, the waveform of the volume pulse wave observed is limited to the static pressure portion of the existing blood flow. If the effective width of the cuff is 8 cm and the blood flow velocity is 30 cm / sec, the pulse wave propagation time PWT is 260 msec, and when the time width of the observed pulse wave is less than this, the compression zone There is a state (time zone) in which both ends of the artery are closed at the same time, the dynamic pressure component of the pressure pulse wave disappears, and the obtained volume pulse wave follows the change in blood flow. In this state, in part d downstream of the compression band in FIG. 14 (c), it flows in a circular pipe and can be regarded as a steady flow of Poiseuille. Since the impedance of the part d on the downstream side of the compression band is lower than that of the part c below the compression band, the reflected wave c1 from the downstream end of the compression band toward the upstream side is considered to be small. Consider the reflected wave c2 in which the reflected wave d1 from the branch part of the pressure pulse wave propagated to the part d appears under the compression band. When the pressure potential due to the difference between the blood flow flowing into the d portion and the blood flow flowing out from the d portion to the peripheral portion increases and exceeds the pressure under the compression band, the reflected wave c2 falls under the compression band. appear. At a higher compression pressure at which the reflected wave c2 appears, the time width of the pulse wave is the time width of the pulse wave struck during the systole, but when the reflected wave c2 appears, the time width rapidly expands. The blood vessel closes at the end of diastole, but the pulse wave does not become isolated within the width of the compression zone. The reflected wave also has an attenuation of the pulse wave. When viewed comprehensively, the attenuation rate in the traveling direction of the pulse wave decreases with the observation of the reflected wave c2. This can be said to be a region where dynamic pressure appears in the pressure pulse wave. The attenuation of the pressure pulse wave is assumed to be the same as the observed attenuation of the volume pulse wave in the upstream, middle and downstream areas. Thereafter, the fluid is expressed by the Navier-Stokes equation of motion in the portion d downstream of the compression zone. As described above, the bottom pressure in the portion d is caused by the difference between the inflowing blood flow and the outflowing blood flow, that is, depending on the magnitude of the peripheral blood vessel resistance, the blood pressure rises and shifts slightly higher than the compression pressure. doing.
反射波c2が発生しない状態で決定される血圧は、進行波に対する最高血圧値SBPである。しかし、反射波c2は圧迫帯による圧迫の無いときの反射波の大きさに比べれば相当に小さいので、最高血圧値SBPに対する影響はそれほど大きくはないと考えられる。聴診法では、圧脈波が圧迫帯の下流端に到達した時点でK音波形が観測され、このときにI音が検出されて収縮期血圧が決定される。反射波c2が発生すると、マイクロホンにより検出される信号はこの反射波c2に同期するようになる。また、脈波は減衰するので、反射波c2がない状態で聴診法により決定される収縮期血圧は、圧迫帯上流側の圧脈波の進行波に対して脈波の減衰分だけ低めに決定される。 The blood pressure determined in a state where the reflected wave c2 is not generated is the maximum blood pressure value SBP for the traveling wave. However, since the reflected wave c2 is considerably smaller than the magnitude of the reflected wave when there is no compression due to the compression band, it is considered that the influence on the maximum blood pressure value SBP is not so great. In the auscultation method, the K sound waveform is observed when the pressure pulse wave reaches the downstream end of the compression band, and at this time, the I sound is detected to determine the systolic blood pressure. When the reflected wave c2 is generated, the signal detected by the microphone is synchronized with the reflected wave c2. Further, since the pulse wave attenuates, the systolic blood pressure determined by the auscultation method in the absence of the reflected wave c2 is determined to be lower than the progressive wave of the pressure pulse wave on the upstream side of the compression band by the amount of attenuation of the pulse wave. Is done.
Pd領域の観血法の圧脈波は、最高血圧後に脈波が成長すると反射波d2が観測されるようになる。反射波d2は、圧迫帯下の動脈のインピーダンスが圧迫帯下流側の動脈のインピーダンスと比較して高く、インピーダンスの不整合が生じていることに起因して圧迫圧力が最低血圧に至るまで発生する。反射点が圧脈波の下降脚で始まっているとすると、圧脈波のピーク圧は圧迫圧力が無いときのピーク圧と変わらないが、上昇脚で始まると、圧脈波のピーク圧は圧迫圧力が無いときのピーク圧を超える場合がある。Pd領域の反射波d1は圧迫帯下流端での反射波d2とエネルギ損失となるが、圧迫圧力を超えると、圧迫帯下に伝播してPd領域の反射波c2成分となって圧迫帯下の脈波の一成分となる。圧迫帯の圧迫圧力が拡張期血圧より10mmHg程度高い状態すなわちPt=0の状態で、動脈が開口して連続した脈波が観測されるようになり、これよりも低い圧迫圧力では、血流は定常流となり、Navier-Stokesの運動方程式で表現される。また、血管壁は、血管コンプライアンスが大きく、弾性管の運動方程式で記述される。この拡張期血圧より高い圧迫圧力で圧迫帯下の血管が常時開口する原因として2つの要因が考えられる。第1の要因として、血管が閉じるためには圧迫帯下の血流をなくさなくてはならないから、たとえば圧迫帯の有効長(幅)が4cm、血流速度が30cm/secのときには、圧迫帯下領域から拍出させる130msecの時間が必要であり、動脈圧が圧迫圧力より低下している時間がこれより短くなると流体が残存して連続脈波が形成されるようになるからと考えられる。第2の要因として、拡張期に抹消から流出する血液量に依存した抹消血管抵抗が高い場合、拡張期の圧力減衰が小さいため、Pd領域の動脈圧が圧迫圧力よりも高くなり、圧迫帯下の血管が開くことが考えられる。この領域の血流は、慣性に比較して粘性抵抗が高く、脈波伝播速度が遅い細い弾性管の特性を示す。圧脈波は、血管壁運動が大きく、脈波の減衰が継続している。 As for the pressure pulse wave in the Pd region, the reflected wave d2 is observed when the pulse wave grows after the maximum blood pressure. The reflected wave d2 is generated until the compression pressure reaches the minimum blood pressure because the impedance of the artery under the compression band is higher than the impedance of the artery on the downstream side of the compression band and impedance mismatch occurs. . If the reflection point starts with the descending leg of the pressure pulse wave, the peak pressure of the pressure pulse wave is not different from the peak pressure when there is no compression pressure, but if it starts with the ascending leg, the peak pressure of the pressure pulse wave is compressed The peak pressure may be exceeded when there is no pressure. The reflected wave d1 in the Pd region becomes energy loss with the reflected wave d2 at the downstream end of the compression band, but when the pressure exceeds the compression pressure, it propagates under the compression band and becomes a reflected wave c2 component in the Pd region. One component of the pulse wave. In a state where the compression pressure of the compression band is about 10 mmHg higher than the diastolic blood pressure, that is, in a state where Pt = 0, a continuous pulse wave is observed with the artery opened, and at a compression pressure lower than this, the blood flow is It becomes a steady flow and is expressed by the Navier-Stokes equation of motion. The blood vessel wall has a large blood vessel compliance and is described by an equation of motion of an elastic tube. There are two possible causes for the constant opening of the blood vessel under the compression zone at a pressure higher than the diastolic blood pressure. As a first factor, in order to close the blood vessel, the blood flow under the compression zone must be eliminated. For example, when the effective length (width) of the compression zone is 4 cm and the blood flow velocity is 30 cm / sec, compression is performed. It is considered that a time of 130 msec for pulsing from the lower belt region is necessary, and if the time during which the arterial pressure is lower than the compression pressure is shorter than this, fluid remains and a continuous pulse wave is formed. . As a second factor, when the peripheral vascular resistance depending on the amount of blood flowing from the peripheral in the diastole is high, the arterial pressure in the Pd region becomes higher than the compression pressure because the pressure attenuation in the diastole is small, It is thought that the blood vessels of the The blood flow in this region has the characteristics of a thin elastic tube having a high viscous resistance and a slow pulse wave velocity compared to inertia. The pressure pulse wave has a large blood vessel wall motion, and the pulse wave continues to attenuate.
次に、圧迫圧力が最低血圧値DBP相当のときの圧力では、聴診法のK音の消失点と圧迫帯下流域におけるPd領域の観血法での圧脈波の反射波d2が消失する点とが一致している。これは、Pd領域とPb領域の動脈血管系のインピーダンスの整合がとれて、反射波d2がなくなった状態と考えられる。従って、Pd領域の脈波の減衰が見られなくなった相似形の(相互相関の高い)圧力、Pd領域とPb領域の脈波伝播速度が同等になった圧力(微小振動の伝播特性と一致する圧力)、観測される脈波のボトムの動揺が圧迫帯の圧迫圧力で制限されなくなった時点の圧力が、最低血圧と判断される。従って、最低血圧をこのアルゴリズムで判定することにより、ラージカフ効果の補正は必要なく、この圧力判定は、観血法と非観血法とがよく一致すると考えられる。 Next, at the pressure when the compression pressure is equivalent to the minimum blood pressure value DBP, the disappearance point of the K sound in the auscultation method and the reflected wave d2 of the pressure pulse wave in the blood pressure method in the Pd region in the downstream region of the compression zone disappear. And are consistent. This is considered to be a state in which the impedance of the arterial vasculature in the Pd region and the Pb region is matched and the reflected wave d2 disappears. Therefore, a pressure with a similar shape (high cross-correlation) in which the pulse wave attenuation in the Pd region is no longer observed, and a pressure with the same pulse wave propagation velocity in the Pd region and the Pb region (in agreement with the propagation characteristics of micro vibrations) Pressure), the pressure at which the bottom fluctuation of the observed pulse wave is no longer limited by the compression pressure in the compression band is determined as the minimum blood pressure. Therefore, by determining the minimum blood pressure with this algorithm, it is not necessary to correct the large cuff effect, and this pressure determination is considered to be a good match between the open method and the non-invasive method.
本発明者は、3連カフ構造の圧迫帯において、それに備えられる互いに隣接した上流側膨張袋、中間膨張袋、下流側膨張袋の相互間の伝達率を、圧迫帯の圧迫圧力の変化に伴って求めた。すなわち、上流側膨張袋に一定の圧パルスを加えたときに、それに応答して中間膨張袋および下流側膨張袋に発生する脈波を検出し、中間膨張袋への伝達率(dB:中間膨張袋に発生した脈波/上流側膨張袋に加えた一定の圧パルス)および下流側膨張袋への伝達率(dB:下流側膨張袋に発生した脈波/上流側膨張袋に加えた一定の圧パルス)を求めた。図16に示すように、周波数に拘わらず、略一定の伝達率で圧脈波が伝達され、図17に示すように、上流側膨張袋(カフ1)から中間膨張袋(カフ2)へのクロストーク(干渉波)ΔV12が発生し、中間膨張袋(カフ2)から下流側膨張袋(カフ3)へのクロストーク(干渉波)ΔV23が発生することを示している。 In the compression band of the triple cuff structure, the present inventor determines the transmission rate between the upstream expansion bag, the intermediate expansion bag, and the downstream expansion bag that are adjacent to each other with the change in the compression pressure of the compression band. Asked. That is, when a certain pressure pulse is applied to the upstream inflation bag, a pulse wave generated in the intermediate inflation bag and the downstream inflation bag in response thereto is detected, and the transmission rate to the intermediate inflation bag (dB: intermediate inflation) Pulse wave generated in the bag / constant pressure pulse applied to the upstream inflation bag) and transmission rate to the downstream inflation bag (dB: pulse wave generated in the downstream inflation bag / constant applied to the upstream inflation bag) Pressure pulse). As shown in FIG. 16, the pressure pulse wave is transmitted at a substantially constant transmission rate regardless of the frequency, and as shown in FIG. 17, the upstream inflation bag (cuff 1) to the intermediate inflation bag (cuff 2). This shows that crosstalk (interference wave) ΔV 12 is generated and crosstalk (interference wave) ΔV 23 from the intermediate expansion bag (cuff 2) to the downstream expansion bag (cuff 3) is generated.
図15(a)は、以下の現象を示している。(i)3連カフ構造の圧迫帯の圧迫圧力が最高血圧値よりも高い値から低下するに伴って、動脈血が上流側膨張袋により阻止されている当初は上流側膨張袋に発生する圧脈波が相対的に大きく、中間膨張袋および下流側膨張袋はクロストークのみが発生させられている。(ii)次第に、動脈内の血液が中間膨張袋下に進行すると、その中間膨張袋に発生する圧脈波が大きくなり、下流側膨張袋は未だクロストークのみの状態となる。(iii)次いで、動脈内の血液が下流側膨張袋下に進行すると、その下流側膨張袋に発生する圧脈波が大きくなる。3連カフ構造の圧迫帯において、血圧測定時に生体に巻回された圧迫帯により血管が圧平状態となる圧迫圧力において、上記(i)、(ii)状態で上流側膨張袋から中間膨張袋へ、中間膨張袋から下流側膨張袋へ脈波が膨張袋間を伝播する時間に相当する脈波の立ち上がりの時間の波形から相互の膨張袋の脈波の干渉率を求め、その干渉率が前述の一定の圧パルスを加えて得られた伝達率が予め設定された値を超えた場合には、カフの圧迫が不充分なために血管が圧平状態にならないショートカフ効果の状態であることを示している。 FIG. 15A shows the following phenomenon. (I) Pressure pulse generated in the upstream inflation bag at the beginning when arterial blood is blocked by the upstream inflation bag as the compression pressure of the compression band of the triple cuff structure decreases from a value higher than the maximum blood pressure value The waves are relatively large, and only the crosstalk is generated in the intermediate expansion bag and the downstream expansion bag. (Ii) Gradually, when the blood in the artery advances under the intermediate inflation bag, the pressure pulse wave generated in the intermediate inflation bag increases, and the downstream inflation bag is still in a state of only crosstalk. (Iii) Next, when the blood in the artery advances under the downstream inflation bag, the pressure pulse wave generated in the downstream inflation bag increases. In the compression cuff having a triple cuff structure, in the compression pressure in which the blood vessel is in an applanation state due to the compression band wound around the living body at the time of measuring blood pressure, From the waveform of the rise time of the pulse wave corresponding to the time for the pulse wave to propagate between the expansion bags from the intermediate expansion bag to the downstream expansion bag, the interference rate of the pulse waves of the mutual expansion bags is obtained. When the transmission rate obtained by applying the above-mentioned constant pressure pulse exceeds a preset value, the cuff is insufficiently compressed and the blood vessel is in a state of short cuff effect that does not become an applanation state. It is shown that.
そして、(iv)圧脈波を観測すると、圧迫帯下の圧脈波の先頭で負の反射が発生するので、各膨張袋に発生する圧脈波はそのピーク付近から急速に低下してピーク付近の時間幅が狭い脈波形状となっている。進行波と圧迫帯の下流側動脈から発生する正の反射波との重畳により、上流側膨張袋、中間膨張袋、下流側膨張袋に発生する脈波には、振幅差が発生するが、反射波は下流域から上流域へ伝播するので、下流側膨張袋に発生する脈波のピークの増分が相対的に大きい。 And (iv) When the pressure pulse wave is observed, negative reflection occurs at the head of the pressure pulse wave under the compression zone, so that the pressure pulse wave generated in each inflatable bag decreases rapidly from its peak and peaks. It has a pulse shape with a narrow time width. Due to the superposition of the traveling wave and the positive reflected wave generated from the downstream artery of the compression band, an amplitude difference is generated in the pulse wave generated in the upstream inflation bag, the intermediate inflation bag, and the downstream inflation bag, but the reflection is reflected. Since the wave propagates from the downstream region to the upstream region, the increment of the peak of the pulse wave generated in the downstream expansion bag is relatively large.
従って、生体の最高血圧値SBPを、上記下流側膨張袋に発生する脈波の立ち上がり時点の圧迫圧力に基づいて決定することができる。また、生体の最高血圧値SBPを、上記中間膨張袋に発生する脈波の立ち上がり時点の圧迫圧力に基づいて決定することができる。上記脈波にはクロストークが含まれるので、そのクロストークの影響を除いた後の脈波を用いることが望まれる。また、圧迫帯下の伝播時間を参照して決定することが望まれる。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。 Therefore, the maximum blood pressure value SBP of the living body can be determined based on the compression pressure at the time when the pulse wave generated in the downstream inflation bag rises. The maximum blood pressure value SBP of the living body can be determined based on the compression pressure at the time of the rise of the pulse wave generated in the intermediate expansion bag. Since the pulse wave includes crosstalk, it is desirable to use the pulse wave after removing the influence of the crosstalk. In addition, it is desirable to determine with reference to the propagation time under the compression band. The present invention has been made based on such findings.
すなわち、本発明は、(a)生体の被圧迫部位内の動脈の方向に所定の間隔を隔てるように位置する可撓性シート材から成る一対の上流側膨張袋および下流側膨張袋と、該一対の上流側膨張袋および下流側膨張袋の間に隣接して配置され、該一対の上流側膨張袋および下流側膨張袋とは独立した気室を有する中間膨張袋とを有する圧迫帯を備え、該圧迫帯が巻き付けられた前記生体の被圧迫部位内の動脈から発生する脈波に基づいて該生体の血圧値を測定する自動血圧測定装置であって、(b)前記互いに隣接する上流側膨張袋、中間膨張袋、下流側膨張袋から前記生体の被圧迫部位内の動脈に対して圧迫圧力を均等な圧力分布で加え、その圧迫圧力を変化させる過程で、該上流側膨張袋、中間膨張袋、および下流側膨張袋に発生する脈波のうち、該中間膨張袋または下流側膨張袋に発生する脈波の立上り判定時の前記被圧迫部位に対する圧迫圧力に基づいて前記生体の最高血圧値を決定し、(c)前記中間膨張袋または下流側膨張袋に発生する脈波から、前記中間膨張袋または下流側膨張袋の上流側に隣接する膨張袋から伝播される圧力変動を表わす干渉率を求め、該干渉率が予め設定された値以内である場合に適正なカフサイズであるという判断を行い血圧判定を行うことを特徴とする。 That is, the present invention includes (a) a pair of upstream inflatable bag and downstream inflatable bag made of a flexible sheet material positioned at a predetermined interval in the direction of the artery in the compressed part of the living body, A compression belt having an intermediate inflatable bag disposed adjacently between the pair of upstream inflatable bags and the downstream inflatable bag and having an air chamber independent of the pair of upstream inflatable bags and downstream inflatable bags An automatic blood pressure measurement device that measures a blood pressure value of the living body based on a pulse wave generated from an artery in a compressed portion of the living body around which the compression band is wound, and (b) the upstream side adjacent to each other In the process of applying a uniform pressure distribution from the expansion bag, the intermediate expansion bag, and the downstream expansion bag to the artery in the compressed portion of the living body, and changing the compression pressure, the upstream expansion bag, Pulse waves generated in the expansion bag and downstream expansion bag , To determine the systolic blood pressure value of the subject based on the compression pressure against the object to be compression sites at the rise determination of the pulse waves generated intermediate expansion bag or downstream inflation bladder, (c) the intermediate expansion bag or downstream From the pulse wave generated in the expansion bag, an interference rate representing the pressure fluctuation propagated from the expansion bag adjacent to the upstream side of the intermediate expansion bag or the downstream side expansion bag is obtained, and the interference rate is within a preset value. In some cases, the blood pressure is determined by determining that the cuff size is appropriate .
本発明の自動血圧測定装置によれば、圧迫帯において相互に隣接して設けられた上流側膨張袋、中間膨張袋および下流側膨張袋に発生する脈波のうち、その中間膨張袋または下流側膨張袋に発生する脈波の立上り判定時の前記被圧迫部位に対する圧迫圧力値に基づいて前記生体の最高血圧値が決定される。圧迫帯の相互に隣接して設けられた独立した気室から成る上流側膨張袋、中間膨張袋および下流側膨張袋から被圧迫部位へ圧迫されることから、圧迫帯の中心部と端部との間の圧迫圧力差が小さくされること、また、独立した気室から成る上流側膨張袋、中間膨張袋および下流側膨張袋は圧迫帯の幅方向において柔軟性が高いことなどから、圧迫帯の圧迫状態による血液の流れや脈波の伝播状態に対する影響が小さくなるので、圧迫帯の幅寸法による影響を大幅に少なくでき、正確な最高血圧値が得られる。また、前記中間膨張袋または下流側膨張袋に発生する脈波から、前記中間膨張袋または下流側膨張袋の上流側に隣接する膨張袋から伝播される圧力変動を表わす干渉率を求め、この干渉率が予め設定された値以内である場合に適正なカフサイズであるという判断を行い血圧判定をすることにより、圧迫帯の幅寸法による影響を大幅に少なくした、正確な血圧値が得られる。 According to the automatic blood pressure measurement device of the present invention, the intermediate inflation bag or the downstream side of the pulse waves generated in the upstream inflation bag, the intermediate inflation bag, and the downstream inflation bag provided adjacent to each other in the compression band. The maximum blood pressure value of the living body is determined based on the compression pressure value for the compressed portion at the time of determining the rise of the pulse wave generated in the expansion bag. Since the upstream expansion bag, the intermediate expansion bag, and the downstream expansion bag, which are independent air chambers provided adjacent to each other in the compression band, are compressed to the pressed portion, the center and the end of the compression band The compression pressure difference between the compression belt and the upstream expansion bag, the intermediate expansion bag, and the downstream expansion bag made of independent air chambers is highly flexible in the width direction of the compression belt. Since the influence on the blood flow and the propagation state of the pulse wave due to the compression state is reduced, the influence of the width of the compression band can be greatly reduced, and an accurate maximum blood pressure value can be obtained . Further, an interference rate representing a pressure fluctuation propagated from an expansion bag adjacent to the upstream side of the intermediate expansion bag or the downstream expansion bag is obtained from a pulse wave generated in the intermediate expansion bag or the downstream expansion bag, and this interference is obtained. By determining that the cuff size is appropriate when the rate is within a preset value and performing blood pressure determination, an accurate blood pressure value can be obtained in which the influence of the width of the compression band is greatly reduced .
ここで、好適には、前記立上り判定は、前記中間膨張袋または下流側膨張袋に発生する脈波が予め設定された立上り判定値を超えたことに基づいて判定されるものである。このようにすれば、高精度の最高血圧値が得られるように上記立上り判定値を予め設定することにより、圧迫帯の幅寸法による影響を大幅に少なくでき、正確な最高血圧値が得られる。 Here, preferably, the rising determination is determined based on a pulse wave generated in the intermediate expansion bag or the downstream expansion bag exceeding a predetermined rising determination value. In this way, by setting the rising judgment value in advance so as to obtain a highly accurate systolic blood pressure value, the influence of the width of the compression band can be greatly reduced, and an accurate systolic blood pressure value can be obtained.
また、好適には、前記中間膨張袋または下流側膨張袋に発生する脈波は、中間膨張袋または下流側膨張袋の上流側に隣接する膨張袋から伝播される圧力変動を表わす予め求められたクロストーク値に基づいて、そのクロストークが除去されるように補正されたものである。このようにすれば、中間膨張袋または下流側膨張袋の上流側に隣接する膨張袋からのクロストークの影響の少ない脈波が得られるので、圧迫帯の幅寸法による影響を大幅に少なくした、一層正確な最高血圧値が得られる。 Preferably, the pulse wave generated in the intermediate inflatable bag or the downstream inflatable bag is obtained in advance representing a pressure fluctuation transmitted from an inflatable bag adjacent to the upstream side of the intermediate inflatable bag or the downstream inflatable bag. Based on the crosstalk value, the crosstalk is corrected so as to be removed. In this way, since a pulse wave with less influence of crosstalk from the expansion bag adjacent to the upstream side of the intermediate expansion bag or the downstream expansion bag is obtained, the influence due to the width dimension of the compression band is greatly reduced. A more accurate systolic blood pressure value can be obtained.
また、好適には、前記最高血圧値は、前記中間膨張袋に発生する脈波の立上り判定時に対応するカフ圧および前記下流側膨張袋に発生する脈波の立上り判定時に対応するカフ圧とのうち、いずれかの大きい方のカフ圧に基づいて決定される。このようにすれば、圧迫帯の幅寸法による影響を大幅に少なくした、一層正確な最高血圧値が得られる。 Further, preferably, the maximum blood pressure value is a cuff pressure corresponding to a rise determination of a pulse wave generated in the intermediate expansion bag and a cuff pressure corresponding to a rise determination of a pulse wave generated in the downstream expansion bag. Of these, the larger cuff pressure is determined. In this way, a more accurate systolic blood pressure value can be obtained in which the influence of the width of the compression band is greatly reduced.
また、好適には、前記中間膨張袋に発生する脈波の大きさと前記下流側膨張袋に発生する脈波の大きさとの差が、予め設定された一致判定値以下と判定されたときの前記被圧迫部位に対応する圧迫圧力値に基づいて前記生体の最低血圧値を決定する。このようにすれば、動脈内の血流に関して圧迫帯直下のインピーダンスと圧迫帯下流側のインピーダンスとの整合がとれた状態が判定され、このような状態では、圧迫帯直下の脈波伝播速度と圧迫帯下流側の脈波伝播速度とが同等となり、直接法で観測される圧脈波のボトム圧( 下ピーク圧) が圧迫帯による圧迫圧力により制限されなくなった時点の圧迫圧力が最低血圧値として決定されるので、高精度の最低血圧値が得られる。 Preferably, the difference between the magnitude of the pulse wave generated in the intermediate expansion bag and the magnitude of the pulse wave generated in the downstream expansion bag is determined to be equal to or less than a preset coincidence determination value. A minimum blood pressure value of the living body is determined based on a compression pressure value corresponding to the pressed part. In this way, it is determined that the impedance immediately below the compression band and the impedance on the downstream side of the compression band are matched with respect to the blood flow in the artery, and in such a state, the pulse wave velocity immediately below the compression band and The pressure at the time when the bottom pressure (lower peak pressure) of the pressure pulse wave observed by the direct method is no longer restricted by the compression pressure due to the compression band is equal to the pulse wave velocity on the downstream side of the compression band. Therefore, a highly accurate minimum blood pressure value is obtained.
また、好適には、前記最低血圧値の決定に際して用いられる、上記中間膨張袋および下流側膨張袋に発生する脈波は、それら中間膨張袋および下流側膨張袋の上流側にそれぞれ隣接する膨張袋から伝播される圧力変動を表わす予め求められたクロストーク値に基づいてそれぞれ補正されたものである。このようにすれば、クロストークが除去された脈波を用いるので、一層高精度の最低血圧値が得られる。 Preferably, the pulse waves generated in the intermediate inflation bag and the downstream inflation bag, which are used when determining the minimum blood pressure value, are adjacent to the upstream side of the intermediate inflation bag and the downstream inflation bag, respectively. Are corrected based on cross-talk values determined in advance representing pressure fluctuations propagated from. In this way, since the pulse wave from which crosstalk has been removed is used, a more accurate minimum blood pressure value can be obtained.
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the drawings are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios, shapes, and the like of the respective parts are not necessarily drawn accurately.
図1は、生体の一部である被圧迫部位、たとえば生体の肢体の1つである上腕10に巻き付けられた上腕用の圧迫帯12を備えた本発明の一例の自動血圧測定装置14を示している。この自動血圧測定装置14は、上腕10内の動脈16を止血するのに十分な値まで昇圧させた圧迫帯12の圧迫圧力を降圧させる過程において、動脈16の容積変化に応答して発生する圧迫帯12内の圧力振動である脈波(後述の図6〜図9参照)を逐次抽出し、その脈波の変化に基づいてその生体の最高血圧値SBPおよび最低血圧値DBPを測定するものである。
FIG. 1 shows an automatic blood
図2は圧迫帯12の外周面を示す一部を切り欠いた図である。図2に示すように、圧迫帯12は、PVC等の合成樹脂により裏面が相互にラミネートされた合成樹脂繊維製の外周側面不織布20aおよび図示しない内周側不織布から成る帯状外袋20と、その帯状外袋20内において幅方向に順次収容され、たとえば軟質ポリ塩化ビニールシートなどの可撓性シートから構成されて独立して上腕10を圧迫可能な上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26とを備え、外周側面不織布20aの端部に取り付けられた面ファスナ28に前記内周側不織布の端部に取り付けられた図示しない起毛パイルが着脱可能に接着されることにより、上腕10に着脱可能に装着されるようになっている。上腕10に装着された状態においては、下流側膨張袋26は上流側膨張袋22および中間膨張袋24よりも上腕10内の動脈16の下流側に位置させられる。また、中間膨張袋24は下流側膨張袋26よりも上流側に位置させられ、上流側膨張袋22は下流側膨張袋26および中間膨張袋24よりも上流側に位置させられる。上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26は、幅方向に連ねられて前記上腕10を各々圧迫する独立した気室をそれぞれ有するとともに、管接続用コネクタ32、34および36を外周面側に備えている。それら管接続用コネクタ32、34および36は、外周側面不織布20aを通して圧迫帯12の外周面に露出されている。
FIG. 2 is a partially cutaway view showing the outer peripheral surface of the
図3は圧迫帯12内に備えられた上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26を示す平面図であり、図4はそれらを幅方向すなわち図3の矢印a方向に切断した断面図である。上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26は、それらにより圧迫された動脈16の容積変化に応答して発生する圧力振動である脈波を検出するためのものであり、それぞれ長手状を成している。上流側膨張袋22および下流側膨張袋26は中間膨張袋24の両側に隣接した状態で配置されている。また、中間膨張袋24は上流側膨張袋22および下流側膨張袋26の間に挟まれた状態で圧迫帯12の幅方向の中央部に配置されている。なお、圧迫帯12が前記上腕10に巻き付けられた状態においては、上流側膨張袋22および下流側膨張袋26は上記上腕10の長手方向に所定間隔を隔てて位置させられ、また、中間膨張袋24は上記上腕10の長手方向において連なるように上記上流側膨張袋22および下流側膨張袋26の間に配置させられる。図4に示すように、上流側膨張袋22の中心と中間膨張袋24の中心との間隔L12および中間膨張袋24の中心と下流側膨張袋26の中心との間隔L23は少なくとも30mmとなるようにそれぞれ設定され、上流側膨張袋22の中心と下流側膨張袋26の中心との間隔L13は少なくとも6cmに設定されている。血管が圧平状態での脈波の伝播速度は血流速度と同等であり、圧迫帯12における血流速度は30cm/sec程度であるという実験値から30mm/100msec程度であるので、脈波の立ち上がり時間100msecにおいて干渉率の測定が可能となるように設定されている。
FIG. 3 is a plan view showing the
中間膨張袋24は所謂マチ構造の側縁部を両側に備えている。すなわち、中間膨張袋24の上腕10の長手方向における両端部には、互いに接近するほど深くなるように互いに接近する方向に折れ込まれた可撓性シートから成る一対の折込溝24fおよび24fがそれぞれ形成されている。そして、上流側膨張袋22および下流側膨張袋26の中間膨張袋24に隣接する側の隣接側端部22aおよび26aが上記一対の折込溝24fおよび24f内に差し入れられて配置されるようになっている。これにより、中間膨張袋24の両端部24aおよび24bと上流側膨張袋22の隣接側端部22aおよび下流側膨張袋26の隣接側端部26aとが相互に重ねられた構造すなわちオーバラップ構造となるので、上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26が等圧で上腕10を圧迫したときにそれらの境界付近においても比較的均等な圧力分布が得られる。
The intermediate
上流側膨張袋22および下流側膨張袋26も、所謂マチ構造の側縁部を中間膨張袋24とは反対側の端部22bおよび26bに備えている。すなわち、上流側膨張袋22および下流側膨張袋26の中間膨張袋24とは反対側の端部22bおよび26bには、互いに接近するほど深くなるように互いに接近する方向に折れ込まれた可撓性シートから成る折込溝22fおよび26fがそれぞれ形成されている。それら折込溝22fおよび26fを構成するシートは、幅方向に飛び出ないように、上流側膨張袋22および下流側膨張袋26内に配置された貫通穴を備える接続シート38、40を介してその反対側部分すなわち中間膨張袋24側の部分に接続されている。これにより、上流側膨張袋22および下流側膨張袋26の端部22bおよび26bにおいても前記上腕10の動脈16に対する圧迫圧力が他の部分と同様に得られるので、圧迫帯12の幅方向の有効圧迫幅がその幅寸法と同等になる。圧迫帯12の幅方向は12cm程度であり、その幅方向に3つの上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26が配置された構造であるから、それぞれが実質的に4cm程度の幅寸法とならざるを得ない。このような狭い幅寸法であっても圧迫機能を十分に発生させるために、中間膨張袋24の両端部24aおよび24bと上流側膨張袋22および下流側膨張袋26の隣接側端部22aおよび26aとが相互に重ねられたオーバラップ構造とされるとともに、上流側膨張袋22および下流側膨張袋26の中間膨張袋24とは反対側の端部22bおよび26bが所謂マチ構造の側縁部とされている。
The upstream
上流側膨張袋22および下流側膨張袋26の中間膨張袋24側の端部22aおよび26aと、それが差し入れられている一対の折込溝24fおよび24fの内壁面すなわち相対向する溝側面との間には、圧迫帯12の長手方向の曲げ剛性よりもその圧迫帯12の幅方向の曲げ剛性が高い剛性の異方性を有する長手状の遮蔽部材42がそれぞれ介在させられている。この遮蔽部材42は、上流側膨張袋22および下流側膨張袋26、或いは中間膨張袋24と同様の長さ寸法を備えている。本実施例では、図3、図4に示すように、上流側膨張袋22の端部22aとそれが差し入れられている折込溝24fとの間の隙間のうちの外周側の隙間および下流側膨張袋26の端部26aとそれが差し入れられている折込溝24fとの間の隙間のうちの外周側の隙間に、長手状の遮蔽部材42がそれぞれ介在させられているが、内周側隙間にも介在させられてもよい。内周側隙間に比較して外周側隙間の方が遮蔽効果が大きいので、少なくとも外周側隙間に設けられればよい。
Between the
上記遮蔽部材42は、上腕10の長手方向すなわち圧迫帯12の幅方向に平行な樹脂製の複数本の可撓性中空管44が互いに平行な状態で、上腕10の周方向すなわち圧迫帯12の長手方向に連ねて配列されるとともに、それら可撓性中空管44が型成形或いは接着により直接に或いは粘着テープなどの可撓性シート等の他の部材を介して間接的に相互に連結されることにより構成されている。上記遮蔽部材42は、上流側膨張袋22および下流側膨張袋26の中間膨張袋24側の端部22aおよび26aの外周側の複数箇所に設けられた複数の掛止シート46に掛け止められている。
The shielding
図1に戻って、自動血圧測定装置14においては、空気ポンプ50、急速排気弁52および排気制御弁54が主配管56にそれぞれ接続されている。その主配管56からは、上流側膨張袋22に接続された第1分岐管58、中間膨張袋24に接続された第2分岐管62および下流側膨張袋26に接続された第3分岐管64がそれぞれ分岐させられている。上記第1分岐管58は、空気ポンプ50と上流側膨張袋22との間を直接開閉するための第1開閉弁E1を直列に備えている。また、上記主配管56は、空気ポンプ50、急速排気弁52および排気制御弁54と、上記各分岐管との間を直接開閉するための第2開閉弁E2を直列に備えている。また、上記第3分岐管64は、空気ポンプ50と下流側膨張袋26との間を直接開閉するための第3開閉弁E3を直列に備えている。そして、上流側膨張袋22内の圧力値を検出するための第1圧力センサT1が第1分岐管58に接続され、中間膨張袋24内の圧力値を検出するための第2圧力センサT2が第2分岐管62に接続され、下流側膨張袋26内の圧力値を検出するための第3圧力センサT3が第3分岐管64に接続されている。
Returning to FIG. 1, in the automatic blood
上記第1圧力センサT1、第2圧力センサT2および第3圧力センサT3から電子制御装置70には、上流側膨張袋22内の圧力値すなわち上流側膨張袋22の圧迫圧力値PC1を示す出力信号、中間膨張袋24内の圧力値すなわち中間膨張袋24の圧迫圧力値PC2を示す出力信号および下流側膨張袋26内の圧力値すなわち下流側膨張袋26の圧迫圧力値PC3を示す出力信号がそれぞれ供給される。電子制御装置70は、CPU72、RAM74、ROM76および図示しないI/Oポートなどを含む所謂マイクロコンピュータである。この電子制御装置70は、CPU72がRAM74の記憶機能を利用しつつ予めROM76に記憶されたプログラムにしたがって入力信号を処理し、電動式の空気ポンプ50、急速排気弁52、排気制御弁54、第1開閉弁E1、第2開閉弁E2および第3開閉弁E3をそれぞれ制御することにより、膨張袋22、24および26にそれぞれ圧迫された上腕10の動脈16の容積変化に応答してそれぞれ発生する膨張袋22、24および26内の圧力振動である脈波を示す脈波信号SM1、SM2およびSM3(たとえば後述の図6(a)、図7(a)、図8、図9参照)をそれぞれ採取する。また、電子制御装置70は、それら脈波信号SM1、SM2およびSM3に基づいて前記生体の最高血圧値SBPおよび最低血圧値DBPを算出し、表示装置78にその演算結果である測定値を表示させる。この電子制御装置70には、上記第1圧力センサT1、第2圧力センサT2および第3圧力センサT3からの出力信号に加え、血圧値測定起動部80からの出力信号が供給される。この血圧値測定起動部80は、手動による起動操作に応答して、或いは予め設定された血圧測定周期毎に、血圧測定開始の指令信号を出力するものである。
From the first pressure sensor T1, the second pressure sensor T2, and the third pressure sensor T3 to the
図5は、電子制御装置70に備えられた制御機能の要部を説明するための機能ブロック線図である。図5において、カフ圧制御部82は、たとえば図10のタイムチャートの示すように、血圧測定開始の指令信号が血圧値測定起動部80から供給された場合に、急速排気弁52および排気制御弁54を閉じ、第1開閉弁E1、第2開閉弁E2および第3開閉弁E3を開いた状態で空気ポンプ50を起動させることにより、上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26による上腕10の動脈16への圧迫圧力値PCをその動脈16における最高血圧値SBPよりも充分に高い値に予め設定された昇圧目標圧力値PCM(たとえば180mmHg)までそれぞれ急速に昇圧させる。例えば、中間膨張袋24の圧迫圧力値PC2が上記昇圧目標圧力値PCM以上となるまで各膨張袋を昇圧する。続いて、カフ圧制御部82は、排気制御弁54を用いて、上記昇圧させた上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26の圧迫圧力値PCを予め設定された徐速降圧速度でそれぞれ同時に徐速降圧させる。このとき、カフ圧制御部82は、所定量(たとえば3〜10mmHgの範囲内)の除速降圧毎に上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26の圧迫圧力値PCをそれぞれ所定時間保持する。そして、カフ圧制御部82は、中間膨張袋24の圧迫圧力値PC2が、上記動脈16における最低血圧値DBPよりも充分に低い値に予め設定された測定終了圧力値PCE(たとえば30mmHg)よりも小さくなったときに、急速排気弁52を用いて上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26内の圧力をそれぞれ大気圧まで排圧する。
FIG. 5 is a functional block diagram for explaining the main part of the control function provided in the
脈波採取部84は、カフ圧制御手段82により上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26の圧迫圧力値PCがそれぞれ徐速降圧させられる過程において、第1圧力センサT1、第2圧力センサT2および第3圧力センサT3からの出力信号に基づいて、上記上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26内の圧力変動である脈波を示す脈波信号SM1、SM2およびSM3を逐次採取し、RAM74に記憶させる。図6(a)、図7(a)、図8、図9は、上記過程において発生するカフ容積脈波PVRである脈波信号SMを例示する図である。これら図6(a)、図7(a)、図8、図9に示す脈波信号SM1、SM2およびSM3は、圧迫帯12の圧迫圧力値PCが153mmHg、134mmHg、113mmHg、73mmHgであるときに、第1圧力センサT1からの出力信号がローパスフィルタ処理またはバンドパスフィルタ処理されることにより弁別されて得られた上流側膨張袋22からの脈波M1を示す脈波信号SM1(破線)、第2圧力センサT2からの出力信号がローパスフィルタ処理またはバンドパスフィルタ処理されることにより弁別されて得られた中間膨張袋24からの脈波M2を示す脈波信号SM2(実線)および第3圧力センサT3からの出力信号がローパスフィルタ処理またはバンドパスフィルタ処理されることにより弁別されて得られた下流側膨張袋26からの脈波M3を示す脈波信号SM3(1点鎖線)である。そして、脈波採取部84は、上記得られた脈波信号SM1、SM2およびSM3を、それらが発生したときの中間膨張袋24の圧迫圧力値PC2を示すカフ圧信号PK2とともに、RAM74の所定の記憶領域に記憶する。
The pulse
クロストーク算出部86は、平均血圧値以上の圧迫圧力で上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26からそれぞれ検出された脈波信号SM1、SM2およびSM3の脈波の立ち上がり圧振幅から、中間膨張袋24の干渉率r0(12)および下流側膨張袋26の干渉率r0(13)を測定し、クロストークを所定間隔の圧迫圧力毎に逐次算出する。上腕10に巻き付けられた圧迫帯12において、中間膨張袋24は、その直下の動脈16からの脈波を受けるだけでなくその上流側に隣接する上流側膨張袋22の圧力変動の影響すなわち干渉を受けるので、それらを含む脈波を表わす脈波信号SM2が検出されている。また、下流側膨張袋26は、その直下の動脈16からの脈波を受けるだけでなくその上流側に隣接する中間膨張袋24の圧力変動の影響を受けるので、それらを含む脈波を表わす脈波信号SM3が検出されている。したがって、脈波信号SM2が表わす脈波を補正して干渉を受ける前の脈波を得るために、上記干渉率r0が予め記憶された次式(1)から脈波が上流側膨張袋を伝播する時間内の脈波の立ち上がり時間に測定される脈波の振幅ΔP1およびΔP2に基づいて算出される。式(1)では、図17に示すように、上流側の膨張袋をカフ1とし、それの下流側に隣接する膨張袋をカフ2として一般化したとき、予め求められたカフ1の中心からカフ2の中心までの動脈内の脈波伝播時間t12が経過する前の、カフ1およびカフ2の容積、圧力をV1、P1およびV2、P2とし、動脈の脈動によるカフ1およびカフ2の容積変化分、圧力変化分をΔV1、ΔP1およびΔV2、ΔP2としている。容積変化分のうち、カフ1から2へのクロストーク分をΔV12、脈波伝播による増分をΔVpp,1、ΔVpp,2としている。カフ内圧の脈波による変動を等温変化、圧力変化及び容積変化は小さいとする。
The
(1)式の右辺第1項はカフ2直下の上腕動脈領域に脈波が伝播した増分、右辺第2項はカフ1からカフ2へのクロストークによる増分である。脈波先頭がカフ1の領域を伝播している時間内は(1)式右辺第1項のΔVpp,2=0で、(2)式に示すように、ΔP2/ΔP1はクロストーク分のみで一定となる。この一定の領域のΔP2/ΔP1比を干渉率r0と決定する。
The first term on the right side of equation (1) is the increment by which the pulse wave has propagated to the brachial artery region immediately below
干渉率r0が一定の上記時間領域が予め設定された時間より狭い場合は(1)式右辺第1項の脈波がカフ2の直下に進行している影響で干渉率r0は大きくなり、カフの圧迫が不十分なショートカフ効果の状態にあると判断される。
When the above time region in which the interference rate r 0 is constant is narrower than the preset time, the interference rate r 0 becomes large due to the influence of the pulse wave of the first term on the right side of the equation (1) traveling directly under the
脈波補正部88は、中間膨張袋24から検出された脈波信号SM2が表わす脈波および下流側膨張袋26から検出された脈波信号SM3が表わす脈波を、予め記憶された次式(3)から、上記クロストーク算出部86において算出された中間膨張袋24の干渉率r0(12)および下流側膨張袋26の干渉率r0(13)に基づいて補正し、補正後の脈波をRAM74に記憶させる。(3)式では、所定のカフ2から検出された補正前の脈波をPVRc2(t)、補正後の脈波をPVRc(t)、その所定カフ2の上流側に隣接するカフ1から検出された脈波をPVRc1(t)として一般化している。図11は、上記検出された補正前の脈波をPVRc1(t)を1点鎖線で、それから分離された補正後の脈波をPVRc2(t)を実線で、上流側のカフからの寄与(干渉)分をPVRc3(t)を破線で示している。また、図6(b)、図7(b)は、収縮期における補正後の脈波を示し、図13では、それら補正後の脈波PVRc2(t)の最大振幅を用いて形成された収縮期付近の中間エンベロープEm、下流側エンベロープEd、上流側エンベロープEpがそれぞれ破線で示されている。
The pulse
脈波伝播時間PWT算出部90は、上流側膨張袋22から検出された脈波信号SM1の立ち上がり点と中間膨張袋24から検出された脈波信号SM2の立ち上がり点との時間差すなわち脈波伝播時間t12および中間膨張袋24から検出された脈波信号SM2の立ち上がり点と下流側膨張袋26から検出された脈波信号SM3の立ち上がり点との時間差すなわち脈波伝播時間t23を、それぞれ算出する。
The pulse wave propagation time
血圧値決定部92は、上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26から生体に均等な圧迫圧力を加え且つその圧迫圧力を徐速降圧させる過程で、各上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26から検出される脈波信号SM1、SM2およびSM3のうち、中間膨張袋24から検出された脈波信号SM2が表わす脈波であって脈波補正部88により補正された脈波の立上り判定時の圧迫圧力値PC2、又は下流側膨張袋26から検出された脈波信号SM3が表わす脈波であって脈波補正部88により補正された脈波の立上り判定時の圧迫圧力値PC3に基づいて、前記生体の最高血圧値SBPを決定し、表示装置78に表示させる最高血圧値決定部94を備えている。この最高血圧値決定部94は、たとえば、上記の圧迫圧力値PC2および圧迫圧力値PC3のうちの高い方の圧迫圧力値PCを、前記生体の最高血圧値SBPとして決定する。上記立上がり判定は、たとえば、脈波信号SM2の補正された記補正後の脈波が予め記憶された立上り判定値J2を越えたことおよび脈波信号SM3の補正された記補正後の脈波が予め記憶された立上り判定値J3を越えたことで判定される。中間膨張袋24から検出された脈波信号SM2が表わす脈波であって脈波補正部88により補正された脈波と、下流側膨張袋26から検出された脈波信号SM3が表わす脈波であって脈波補正部88により補正された脈波とは、共にクロストークが除去されているので、相互に同様の大きさの脈波となるので、上記立上り判定値J2および立上り判定値J3は相互に同様或いは近似した値となるが、検出位置に由来する検出感度特性差などを吸収するために予め実験的に求められた値が用いられる。
The blood pressure
また、血圧値決定部92は、圧迫帯12の徐速降圧過程において上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26から検出される脈波信号SM1、SM2およびSM3のうち、中間膨張袋24から検出された脈波信号SM2が表わす脈波であって脈波補正部88により補正された脈波と、下流側膨張袋26から検出された脈波信号SM3が表わす脈波であって脈波補正部88により補正された脈波との間で減衰が無くなったことことに基づいて生体の最低血圧値DBPとし決定する最低血圧値決定部96を備えている。この最低血圧値決定部96は、圧迫帯12の徐速降圧過程において中間膨張袋24に発生する脈波の大きさA24と下流側膨張袋26に発生する脈波の大きさA26との差ΔAが、予め記憶された一致判定値JA以下と判定されたときの圧迫圧力値PCを生体の最低血圧値DBPとし決定する。
In addition, the blood pressure
カフサイズ効果判定部98は、クロストーク算出部86において算出された渉率r0が予め設定された規定値例えば0.8以上であれば、血管の圧平が不十分であるので、カフの圧迫が不十分なショートカフ効果の発生を判定して、表示装置78にその旨のメッセージを表示させるか、或いは血圧測定値の表示を停止させる。また、脈波伝播時間PWT算出部90により算出された上流側膨張袋22から中間膨張袋24までの脈波伝播時間t12、中間膨張袋24から下流側膨張袋26までの脈波伝播時間t23、或いは、上流側膨張袋22から下流側膨張袋26までの脈波伝播時間t13に基づいて、ラージカフ効果によって測定値が低くなり、血圧値の測定精度が得られない状態であるか否かを判定する。カフサイズ効果判定部98は、たとえば上記脈波伝播時間t13が予め記憶された判定値jt以上であるか否かを判定し、その判定が肯定された場合は、ラージカフ効果によって血圧値測定値が低下した状態であるので、表示装置78にその旨のメッセージを表示させるか、或いは血圧測定値の表示を停止させる。
The cuff size
図12は、上記電子制御装置70の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図示しない電源スイッチが投入されると、図10の時間t0に示す初期状態とされる。この状態では、第1開閉弁E1、第2開閉弁E2、第3開閉弁E3および急速排気弁52は常開弁であるため開状態(非作動状態)とされ、排気制御弁54は常閉弁であるため閉状態(非作動状態)とされ、また、空気ポンプ50は非作動状態とされている。
FIG. 12 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the
次いで、図示しない起動操作装置が操作されて自動血圧測定装置14の測定動作が開始されると、先ず、前記カフ圧制御部82に対応する図12のステップ(以下、「ステップ」を省略する)S1においては、圧迫帯12の圧迫圧力値が昇圧される。具体的には、図10に示すように、急速排気弁52が閉状態とされるとともに、空気ポンプ50が作動状態とされてその空気ポンプ50から圧送される圧縮空気により主配管56内およびそれに連通された上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26内の圧力が急速に高められる。そして、圧迫帯12による上腕10の圧迫が開始される。
Next, when a startup operation device (not shown) is operated and the measurement operation of the automatic blood
上記S1に次いで、前記カフ圧制御部82に対応するS2においては、中間膨張袋24の圧迫圧力値PC2を示すカフ圧信号PK2に基づいて、その圧迫圧力値PC2が生体の最高血圧値よりも高くなるように予め設定された昇圧目標圧力値PCM(たとえば180mmHg)以上であるか否かが判定される。図10の時間t1より前の時点では、上記S2の判定が否定されて図12のS1以下が繰り返し実行される。しかし、図10の時間t1時点に至ると、上記S2の判定が肯定される。
Subsequent to S1, in S2 corresponding to the cuff
上記のようにS2の判定が肯定されると、前記カフ圧制御部82に対応するS3において、空気ポンプ50の作動が停止される。そして、昇圧させた上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26の圧迫圧力値PC1、PC2およびPC3が例えば3〜5mmHg/secに予め設定された徐速降圧速度でそれぞれ同時に降圧するように排気制御弁54が作動させられ、徐速排気が開始される。このとき、上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26の圧迫圧力値PCの降圧量がたとえば5〜10mmHgの範囲内の所定量となるように排気制御弁54が制御され、その所定量の除速降圧毎に上記圧迫圧力値PCがそれぞれ所定時間保持されるように第1開閉弁E1、第2開閉弁E2および第3開閉弁E3が作動させられる。上記圧迫圧力値PCを保持する場合には第1開閉弁E1、第2開閉弁E2および第3開閉弁E3がそれぞれ閉状態とされる。図10の時間t3は上記徐速排気の開始時点であり、また時間t3〜t4の間は上記圧迫圧力値PCがそれぞれ所定時間保持されている時間である。
If the determination in S2 is affirmative as described above, the operation of the
S3に次いで、前記脈波採取部84に対応するS4では、圧迫圧力値PC1、PC2およびPC3がそれぞれ所定時間保持される間に、第1圧力センサT1、第2圧力センサT2および第3圧力センサT3からの出力信号に対して数Hz乃至数十Hzの波長帯の信号を弁別するローパスフィルタ処理またはバンドパスフィルタ処理がそれぞれ為されることにより膨張袋22、24および26からの脈波成分を示す脈波信号SM1、SM2およびSM3が抽出されるとともに、第2圧力センサT2からの出力信号に対してローパスフィルタ処理が為されることによりAC成分が除去された中間膨張袋24の圧迫圧力値PC2を示すカフ圧信号PK2が抽出され、それらが互いに関連付けられて脈波発生時刻と共にRAM74に逐次記憶される。図6(a)、図7(a)、図8、図9は、上記抽出されて記憶される脈波信号SM1、SM2およびSM3を例示する図である。
After S3, in S4 corresponding to the pulse
また、上記S4では、上記脈波信号SM1、SM2およびSM3の圧振幅と、それらの脈波信号SM1、SM2およびSM3が、そのときのカフ圧信号PK2とに基づいて、例えば図13に示すような脈波信号の振幅値を結ぶ包絡線(エンベロープ)が作成されて記憶され、必要に応じて表示装置78に表示される。なお、図13のエンベロープにおいて、各測定点間の値は例えば曲線補完により求められる。図13では、上流側膨張袋22からの脈波信号SM1を用いて作成された上流側エンベロープEp、中間膨張袋24からの脈波信号SM2を用いて作成された中間エンベロープEm、下流側膨張袋26からの脈波信号SM3を用いて作成された下流側エンベロープEdが実線にて示され、収縮期付近のストローク分が補正された補正後のエンベロープが破線にて示されている。
In S4, the pressure amplitudes of the pulse wave signals SM1, SM2, and SM3 and the pulse wave signals SM1, SM2, and SM3 are based on the cuff pressure signal PK2 at that time, for example, as shown in FIG. An envelope that connects the amplitude values of various pulse wave signals is created and stored, and displayed on the
次いで、前記クロストーク算出部86に対応するS5では、上流側膨張袋22に一定の圧パルスを付与したときに中間膨張袋24および下流側膨張袋26からそれぞれ検出された脈波信号SM2およびSM3の圧振幅から、クロストーク値である中間膨張袋24の干渉率r0(12)および下流側膨張袋26の干渉率r0(13)が、圧迫圧力毎に逐次算出される。すなわち、脈波信号SM2が表わす脈波を補正して干渉を受ける前の脈波を得るために、上記干渉率r0が予め記憶された(1)式からΔP1およびΔP2に基づいて算出される。
Next, in S5 corresponding to the
次いで、前記カフ圧制御部82に対応するS6では、上記圧迫圧力値PCがそれぞれ所定時間保持される間に、中間膨張袋24の圧迫圧力値PC2を示すカフ圧信号PK2に基づいて上記圧迫圧力値PCが予め設定された測定終了圧力値PCE(たとえば30mmHg)以下であるか否かが判定される。図10の時間t11より前の時点では、上記S5の判定が否定されて図12のS3以下が繰り返し実行される。しかし、図10の時間t11時点では、上記S5の判定が肯定される。
Next, in S6 corresponding to the cuff
上記のようにS6の判定が肯定されると、前記カフ圧制御部82に対応するS7において、上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26内の圧力がそれぞれ大気圧まで排圧させられるように急速排気弁52が作動させられる。図10の時間t11以降はこの状態を示す。
If the determination in S6 is affirmative as described above, in S7 corresponding to the cuff
次いで、前記脈波補正部88に対応するS8では、RAM74に記憶された、中間膨張袋24から検出された脈波信号SM2が表わす脈波および下流側膨張袋26から検出された脈波信号SM3が表わす脈波が、予め記憶された(3)式から、上記クロストーク算出部86に対応するS5において算出された中間膨張袋24の干渉率r0(12)および下流側膨張袋26の干渉率r0(13)に基づいて補正され、補正後の脈波がRAM74に記憶される。
Next, in S8 corresponding to the pulse
次いで、前記脈波伝播時間PWT算出部90に対応するS9では、上流側膨張袋22から検出された脈波信号SM1の立ち上がり点と中間膨張袋24から検出された脈波信号SM2の立ち上がり点との時間差すなわち脈波伝播時間t12および中間膨張袋24から検出された脈波信号SM2の立ち上がり点と下流側膨張袋26から検出された脈波信号SM3の立ち上がり点との時間差すなわち脈波伝播時間t23が、それぞれ算出する。
Next, in S9 corresponding to the pulse wave propagation time
次いで、前記最高血圧値決定部94に対応するS10では、上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26から生体に均等な圧迫圧力を加え且つその圧迫圧力を徐速降圧させる過程で、各上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26から検出される脈波信号SM1、SM2およびSM3のうち、中間膨張袋24から検出された脈波信号SM2が表わす脈波であって脈波補正部88により補正された脈波の立上り判定時の圧迫圧力値PC2または下流側膨張袋26から検出された脈波信号SM3が表わす脈波であって脈波補正部88により補正された脈波の立上り判定時の圧迫圧力値PC3に基づいて、生体の最高血圧値SBPが算出される。たとえば、上記の圧迫圧力値PC2および圧迫圧力値PC3のうちの高い方の圧迫圧力値PCが、前記生体の最高血圧値SBPとして決定される。
Next, in S10 corresponding to the systolic blood pressure
次いで、前記最低血圧値決定部96に対応するS11では、圧迫帯12の徐速降圧過程において上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26から検出される脈波信号SM1、SM2およびSM3のうち、中間膨張袋24から検出された脈波信号SM2が表わす脈波であって脈波補正部88により補正された脈波と、下流側膨張袋26から検出された脈波信号SM3が表わす脈波であって脈波補正部88により補正された脈波との間で減衰が無くなったことことに基づいて生体の最低血圧値DBPが算出される。たとえば、中間膨張袋24に発生する脈波の大きさA24と下流側膨張袋26に発生する脈波の大きさA26との差ΔAが、予め記憶された一致判定値JA以下と判定されたときの圧迫圧力値PCが生体の最低血圧値DBPとし決定される。
Next, in S11 corresponding to the minimum blood pressure
次いで、前記カフサイズ効果判定部98に対応するS12では、クロストーク算出部86に対応するS5において算出された干渉率r0(12)、干渉率r0(13)が0.8程度に予め設定された規定値以上であれば血管の圧平が不十分であるので、カフの圧迫が不十分なショートカフ効果の発生が判定される。その判定が肯定されれば、その旨のメッセージを出力するか、血圧測定値の表示を停止させる。また、脈波伝播時間PWT算出部90に対応するS9により算出された上流側膨張袋22から中間膨張袋24までの脈波伝播時間t12、中間膨張袋24から下流側膨張袋26までの脈波伝播時間t23、或いは、上流側膨張袋22から下流側膨張袋26までの脈波伝播時間t13に基づいて、ラージカフ効果によって測定値が低くなり、血圧値の測定精度が得られない状態であるか否かが判定される。たとえば上記脈波伝播時間t13が予め記憶された判定値jt以上であるか否かが判定され、その判定が肯定された場合は、ラージカフ効果によって血圧値測定値が低下した状態であるので、表示装置78にその旨のメッセージが表示させられるか、或いは血圧測定値の表示が停止させられる。次いで、S13では、S10およびS11において算出された最高血圧値SBPおよび最低血圧値DBPが血圧表示装置78に表示される。
Next, in S12 corresponding to the cuff size
上述のように、本実施例の自動血圧測定装置14によれば、圧迫帯12において相互に隣接して設けられた上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26に発生する脈波のうち、その中間膨張袋24または下流側膨張袋26に発生する脈波の立上り判定時の生体の上腕(被圧迫部位)10に対する圧迫圧力値PCに基づいて生体の最高血圧値SBPが決定される。圧迫帯12の相互に隣接して設けられた独立した気室から成る上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26から上腕10へ圧迫されることから、圧迫帯12の中心部と端部との間の圧迫圧力差が小さくされること、また、独立した気室から成る上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26は圧迫帯12の幅方向において柔軟性が高いことなどから、圧迫帯12の圧迫状態による血液の流れや脈波の伝播状態に対する影響が小さくなるので、圧迫帯12の幅寸法による影響を大幅に少なくでき、正確な最高血圧値SBPが得られる。
As described above, according to the automatic blood
また、本実施例の自動血圧測定装置14によれば、前記立上り判定は、前記中間膨張袋24または下流側膨張袋26に発生する脈波が予め設定された立上り判定値J2またはJ3を超えたことに基づいて判定されるので,高精度の最高血圧測定値SBPが得られるように上記立上り判定値J2またはJ3を予め設定することにより、圧迫帯12の幅寸法による影響を大幅に少なくでき、正確な最高血圧値SBPが得られる。
Further, according to the automatic blood
また、本実施例の自動血圧測定装置14によれば、中間膨張袋24または下流側膨張袋26に発生する脈波は、中間膨張袋24または下流側膨張袋26の上流側に隣接する膨張袋から伝播される圧力変動を表わす予め求められたクロストーク値に基づいて、そのクロストークを除去するように補正されたものであることから、中間膨張袋24または下流側膨張袋26の上流側に隣接する膨張袋からのクロストークの影響の少ない脈波が得られるので、圧迫帯12の幅寸法による影響を大幅に少なくした、一層正確な最高血圧値SBPが得られる。
Further, according to the automatic blood
また、本実施例の自動血圧測定装置14によれば、最高血圧値SBPは、中間膨張袋24に発生する脈波の立上り判定時に対応するカフ圧および前記下流側膨張袋26に発生する脈波の立上り判定時に対応するカフ圧とのうち、いずれかの大きい方のカフ圧に基づいて決定されるので、圧迫帯12の幅寸法による影響を大幅に少なくした、一層正確な最高血圧値SBPが得られる。
Further, according to the automatic blood
また、本実施例の自動血圧測定装置14によれば、中間膨張袋24に発生する脈波の大きさと下流側膨張袋26に発生する脈波の大きさとの差が、予め設定された一致判定値JA以下と判定されたときの上腕(被圧迫部位)10に対応する圧迫圧力値に基づいて前記生体の最低血圧値DBPが決定されることから、動脈16内の血流に関して圧迫帯12直下のインピーダンスと圧迫帯12下流側のインピーダンスとの整合がとれた状態が判定され、このような状態では、圧迫帯12直下の脈波伝播速度と圧迫帯12下流域の脈波伝播速度とが同等となり、直接法で観測される圧脈波のボトム圧( 下ピーク圧) が圧迫帯による圧迫圧力により制限されなくなった時点の圧迫圧力が最低血圧値DBPとして決定されるので、高精度の最低血圧値DBPが得られる。
Further, according to the automatic blood
また、本実施例の自動血圧測定装置14によれば、上記最低血圧値DBPの決定に際して用いられる、上記中間膨張袋24および下流側膨張袋26に発生する脈波は、それら中間膨張袋24および下流側膨張袋26の上流側にそれぞれ隣接する膨張袋から伝播される圧力変動を表わす予め求められたクロストーク値に基づいてそれぞれ補正されたものであることから、クロストークが除去された脈波が用いられるので、一層高精度の最低血圧値DBPが得られる。
Further, according to the automatic blood
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。 As mentioned above, although one Example of this invention was described in detail with reference to drawings, this invention is not limited to this Example, It can implement in another aspect.
例えば、前述の実施例の最高血圧決定部94において、最高血圧値SBPは、中間膨張袋24に発生する脈波の立上り判定時に対応するカフ圧および前記下流側膨張袋26に発生する脈波の立上り判定時に対応するカフ圧とのうち、いずれかの大きい方のカフ圧に基づいて決定されていたが、当初から中間膨張袋24および下流側膨張袋26の一方に発生する脈波の立ち上がりに基づいて最高血圧値SBPが決定されてもよい。
For example, in the systolic blood
また、前述の実施例のクロストーク算出部86に対応するS5は、自動血圧測定ルーチン内において、上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26からそれぞれ検出された脈波信号SM1、SM2およびSM3の圧振幅から、中間膨張袋24の干渉率r0(12)および下流側膨張袋26の干渉率r0(13)を、所定間隔の圧迫圧力毎に逐次算出していたが、圧迫圧力に拘わらず一定の値が用いられてもよい。
Further, S5 corresponding to the
また、前述の昇圧目標圧力値PCMおよび測定終了圧力値PCEは必ずしも予め設定されなくてもよい。例えば、自動血圧測定装置14の電源スイッチが投入されてからオペレータにより入力された前回測定の最高血圧値SBPおよび最低血圧値DBPに基づいて、上記入力された最高血圧値SBPに所定値(例えば30mmHg)を足した値に昇圧目標圧力値PCMを設定し、上記入力された最低血圧値DBPに所定値(例えば30mmHg)を引いた値に測定終了圧力値PCEを設定してもよい。または、カフ圧制御手段82による急速昇圧時(図10の時間t1〜t2の間)に例えば中間膨張袋24からの脈波信号SM2を抽出してエンベロープを作成し、そのエンベロープに基づいてよく知られたオシロメトリックアルゴリズムに従って生体の最高血圧値SBPおよび最低血圧値DBPを予測し、昇圧目標圧力値PCMがその予測された最高血圧値SBPに所定値(例えば20mmHg)を足した値となるように設定し、測定終了圧力値PCEが上記予測された最低血圧値DBPに所定値(例えば20mmHg)を引いた値となるように設定してもよい。
Further, the above-described pressure increase target pressure value PCM and measurement end pressure value PCE do not necessarily have to be set in advance. For example, based on the previously measured systolic blood pressure value SBP and the diastolic blood pressure value DBP input by the operator after the power switch of the automatic blood
また、カフ圧制御手段82による徐速降圧過程において上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26の圧迫圧力値PCが所定時間保持される間において、それら上流側膨張袋22、中間膨張袋24および下流側膨張袋26からの脈波信号SM1、SM2およびSM3が複数拍採取され、それら複数迫分の脈波信号SMの平均値に基づいて最高血圧値SBPおよび最低血圧値DBPが決定されてもよい。この場合には、より精度の高い血圧値が得られる。
Further, during the gradual pressure reduction process by the cuff pressure control means 82, while the compression pressure value PC of the
また、血圧測定時においては、昇圧目標圧力値PCMまで昇圧した後、必ずしも圧迫圧力値PCを予め設定された徐速降圧速度でステップ的に降圧する必要はない。すなわち、圧迫圧力値PCは連続的に降圧させられてもよい。また、血圧値測定付近だけ除速降圧とし、他の区間は急速降圧として測定時間を短くしてもよい。 Further, at the time of blood pressure measurement, it is not always necessary to step down the compression pressure value PC stepwise at a preset slow speed reduction rate after the pressure is raised to the pressure increase target pressure value PCM. That is, the compression pressure value PC may be continuously reduced. Alternatively, the deceleration pressure reduction may be performed only in the vicinity of the blood pressure value measurement, and the measurement time may be shortened by rapid pressure reduction in the other sections.
また、前述の実施例では、圧迫帯12の圧迫圧力が降圧させられる過程で血圧値を決定する降圧測定が実施されていたが、これに限らず、圧迫帯12の圧迫圧力が昇圧させられる過程で血圧値を決定する昇圧測定が実施されても良い。このような昇圧測定においても前述の最高血圧値決定アルゴリズムおよび最低血圧値決定アルゴリズムを用いることができ、同様の効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the blood pressure value is determined while the pressure in the
また、圧迫帯12が備える膨張袋は3つに限らず、4つ以上であってもよい。
Moreover, the expansion bag with which the
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。 It should be noted that the above description is merely an embodiment, and other examples are not illustrated. However, the present invention is implemented in variously modified and improved modes based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. Can do.
10:上腕(生体の被圧迫部位)
12:圧迫帯
14:自動血圧測定装置
16:動脈
22:上流側膨張袋
24:中間膨張袋
26:下流側膨張袋
DBP:最低血圧値
PWT:脈波伝播時間
SBP:最高血圧値
SM1、SM2、SM3:脈波信号(脈波)
10: Upper arm (stressed part of living body)
12: compression band 14: automatic blood pressure measurement device 16: artery 22: upstream inflation bag 24: intermediate inflation bag 26: downstream inflation bag DBP: minimum blood pressure value PWT: pulse wave propagation time SBP: maximum blood pressure values SM1, SM2, SM3: Pulse wave signal (pulse wave)
Claims (6)
前記互いに隣接する上流側膨張袋、中間膨張袋、下流側膨張袋から前記生体の被圧迫部位内の動脈に対して圧迫圧力を均等な圧力分布で加え、該圧迫圧力を変化させる過程で、該上流側膨張袋、中間膨張袋および下流側膨張袋に発生する脈波のうち、該中間膨張袋または下流側膨張袋に発生する脈波の立上り判定時に対応する前記被圧迫部位に対する圧迫圧力値に基づいて前記生体の最高血圧値を決定し、
前記中間膨張袋または下流側膨張袋に発生する脈波から、前記中間膨張袋または下流側膨張袋の上流側に隣接する膨張袋から伝播される圧力変動を表わす干渉率を求め、該干渉率が予め設定された値以内である場合に適正なカフサイズであるという判断を行い血圧判定を行う
ことを特徴とする自動血圧測定装置。 A pair of upstream inflation bags and downstream inflation bags made of a flexible sheet material positioned at a predetermined interval in the direction of the artery of the compressed portion of the living body, and the pair of upstream inflation bags and downstream inflation The living body having a compression band disposed adjacent to and between the pair of bags, and having an intermediate expansion bag having an air chamber independent of the pair of upstream and downstream expansion bags, An automatic blood pressure measuring device for measuring a blood pressure value of the living body based on a pulse wave generated from an artery in the compressed part of
In the process of changing the compression pressure by applying a compression pressure from the adjacent upstream inflation bag, the intermediate inflation bag, and the downstream inflation bag to the artery in the compressed portion of the living body with an even pressure distribution, Of the pulse waves generated in the upstream expansion bag, the intermediate expansion bag, and the downstream expansion bag, the compression pressure value for the compressed portion corresponding to the rise determination of the pulse wave generated in the intermediate expansion bag or the downstream expansion bag Based on the maximum blood pressure value of the living body based on,
From the pulse wave generated in the intermediate expansion bag or the downstream expansion bag, an interference rate representing a pressure fluctuation propagated from the expansion bag adjacent to the upstream side of the intermediate expansion bag or the downstream expansion bag is obtained. An automatic blood pressure measurement device that performs blood pressure determination by determining that the cuff size is appropriate when it is within a preset value .
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