JPH01201232A - 光電容積脈波法による非侵襲的連続血圧測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は光電容積脈波法による非侵襲的連続血圧測定
方法に係り、特に供給圧力の制御目標値の設定方法に関
する。

（従来の技術） カフ圧を加えた手指部位等の血圧の被検部に発光素子に
よる光を照射する一方、光電検出器により該照射光の透
過光又は反射光を検出し、この受光量が一定の制御目標
値となるように前記カフ圧を調整しつつ、該カフ圧を血
圧として測定するようにした光電容積脈波法による非侵
襲的連続血圧測定方法は知られている。

かかる従来の血圧測定方法において、前記制御目標値は
次のようにして求めている。先ず、第４図（ａ）に示す
ように光電検出器の検出信号に脈波振動が無くなる程度
の十分に大きな静圧を加えた状態から徐々に減圧してい
くと、最高血圧値以下において脈波振動が起こり始める
（イ）。更に減圧していくとこの脈波振幅は振幅が徐々
に大きくなり、最大点（ロ）に達した後徐々に小さくな
る。そこでこの振幅が最大となったときの圧力を平均血
圧とみなし、このときの平均受光量を制御目標値として
決定するようにしている。

そしてかかる従来の制御目標値の決定方法における具体
的手段としては、例えば第５図に示すように光電検出器
からの検出信号Ｓを積分回路５１で平均化してＡ／Ｄコ
ンバータ５２によりディジタル変換する一方、コンデン
サ５３及び交流増幅器５４により交流成分のみを増幅し
た後ピーク検出回路５５にてピーク値を検出し、このピ
ーク検出信号にて前記ディジタル変換された検出信号の
平均値をサンプルホールド回路５６でホールドするよう
にしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、通常血圧波形は、体の状態により絶えず
変動しており、これに伴って最高、最低、平均血圧値も
刻々と変化している。従って前述した従来の血圧の測定
方法では、その制御目標値も絶えず変動しているため、
繰り返し測定した場合、血圧波形の平均レベルが変動す
ることとなり、この傾向は特に血圧変動の大きい被検者
において顕著になるという問題があった。

又、制御目標値の決定においても、前述したようなサン
プルホールド回路等が必要となり、装置の構成が複雑と
なり、更には制御目標値の決定、即ちピーク信号の検出
に時間がかかるという問題もあった。

そこでこの発明は、かかる従来の問題点を解決すべく成
されたもので、その目的とする処は、安定した制御目標
値を簡単な構成で、しかも迅速に設定することができる
光電容積脈波法による非侵襲的連続血圧測定方法を提供
するにある。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するためこの発明は、被検部２に圧力
を加える圧力供給手段５と、前記被検部２に光を照射す
る発光手段３と、この発光手段３から照射された光を検
出することで前記被検部２の血管の血圧脈動的変化に伴
う容積変動を検出する光電検出手段４とを備え、前記光
電検出手段４の出力信号が制御目標値となるように前記
圧力供給手段５により前記被検部２に圧力を加えつつ、
当該圧力を測定することで血圧を測定するようにした光
電容積脈波法による非侵襲的連続血圧測定方法において
、前記血圧測定前に、前記圧力供給手段５により前記光
電検出手段４の出力信号が略一定値となるように被検部
２に静的な圧力を加えた後、前記光電検出手段４の検出
信号に基づき該光電検出手段４の受光量が所望の一定値
となるように前記発光手段３の駆動電流を調整し、しか
る後に、前記制御目標値を予め定めた所定の目標値とし
て血圧の測定を行うようにしてなる。

（作　用） 脈波振動が無くなる程度に十分に加圧した状態において
、予め設定した透過光量になるように発光手段の輝度を
調整し、光電検出手段の受光量を一定にして個人差によ
る影響を無くすと、それ以後徐々に減圧した場合、光電
脈波の振幅には個人差があるものの、透過光量（受光量
）の減少区間の傾きは第４図（ｂ）に示すように略均−
となり、又光電脈波の最大振幅点（制御目標値）につい
ても被検者によらず略均−となる。

従って、かかる現象より、受光量を高圧印加時に被検者
によらず一定とすれば、制御目標値は経験的に求めた一
定の値に設定することができ、従来の如き制御目標値の
決定回路は不要となり、又安定した制御目標値が迅速に
得られることとなる。

（実施例） 以下にこの発明の実施例を添付図面に従って説明する。

第１図はこの発明の実施例に係る血圧測定装置の構成を
示すブロック系統図である。

図において、１は被検部たる指２を挿入し、この指に圧
力を加えるカフ、３はこの指２に光を照射する発光手段
たる発光ダイオード、４はこの発光ダイオード３より照
射され指２を透過した光を受光する光電検出器たるフォ
トトランジスタ、５はカフ１に圧力を供給するための圧
力供給手段、６はフォトダイオード３の輝度を調整する
ための光量調整回路である。

前記圧力供給手段５は、二酸化炭素又は空気等の圧縮ボ
ンベ若しくはコンプレッサ等からなる圧力供給源７と、
この圧力供給源７からの圧力を適当な圧力としてカフ１
に供給するための供給圧力制御手段８とからなり、更に
この供給圧力制御手段８は、庄原７とカフ１の間の配管
１１上に夫々減圧弁９及び可変しぼり１ｏを介して設け
られる３ボートの電磁弁１２と、この電磁弁１２を駆動
制御するための制御回路１３とからなる。

前記３ポート電磁弁１２は、制御回路１３により出力さ
れたパルス信号により、当該パルス電圧が有るときは第
１、第２のボート１２ａ、１２ｂを開き圧力供給源７と
カフ１を連通せしめるとともに、第３のボート１２ｃを
閉成して大気とカフ問を閉成せしめる一方、パルス電圧
が無いときは第１のボート１２ａを閉成して第２、第３
のボー）−１２ｂ、１２ｃを開成してカフと大気間とを
連通せしめる。そこでこの実施例では、制御信号として
一定周波数（約５０Ｈ２）のパルス信号を使用し、この
パルスのデユーデイ比を変更することでカフ圧を制御し
ている。

第２図はかかるデユーデイ比に対するカフ圧を示したも
ので、横軸にデユーデイ比を、縦軸にカフ圧を示してい
る。このグラフからも明らかなようにこの３ボートの電
磁弁１２を用いれば、デユーデイ比によってカフ圧をほ
とんどリニアに、しかも減圧弁９の出力圧力Ｐｉｎ　　
（デユーデイ比１００％）から大気圧（デユーデイ比Ｏ
）までの広い範囲に亘ってカフ圧を調節することができ
る。

一方、前記制御回路１３は上述したデユーデイ制御のた
めのパルス信号を得るためのもので、フォトトランジス
タ４の検出電流信号を電圧信号に変換するための電流−
電圧変換回路１５、この電流−電圧変換回路１５の出力
電圧ＶＳと、後述する制御目標値の設定器１６からの平
均血圧に相当する設定電圧ＶＯとを比較し、その偏差に
対応した電圧信号Ｖを出力する差動増幅器１７、この差
動増幅器１７の出力電圧Ｖと三角波発振回路１８の三角
波電圧ＶＴとを比較するコンパレータ１９、及びこのコ
ンパレータ１９と電磁弁マニュアル操作部２０を選択し
て電磁弁１２に接続するためのスイッチ部２１を備えて
なる。

前記コンパレータ１９は第３図（ａ）に示されるように
、差動増幅器１７の出力電圧■と三角波発振回路１８の
三角波電圧ＶＴを比較し、差動増幅器１７の出力電圧Ｖ
が三角波電圧ＶＴよりも高い場合に、第３図（ｂ）の如
く高レベルの電圧信号を出力するもので、差動増幅器１
フの信号によりパルス幅変調を行い得るパルス幅変調回
路を構成している。ここに三角波電圧の周波数は電磁弁
１２の応答特性によって決定され、この実施例では略５
０）１ｚ程度に設定されている。

従ってかかる制御回路によれば、フォトトランジスタ４
の受光量が目標値に対して少なくなった場合には、差動
増幅器１７の出力電圧■が高くなり、コンパレータ１９
と三角波発振回路１８の作用によりデユーデイ比を増大
せしめてカフ圧を高め、逆に受光量が目標値に対して高
くなった場合には、差動増幅器１７の出力電圧■が低く
なり、デユーデイ比を減少せしめてカフ圧を低下させる
ことで受光量を常時制御目標値に保持すべくカフ圧を制
御することができ、従ってカフ圧を常時血圧に対応させ
ることができ、このカフ圧を圧力センサ２３により測定
することで血圧を連続的に測定することができる。

尚、前記電磁弁マニュアル操作部２ｏは、例えば後述す
るフォトダイオード３の輝度調整時に、カフ圧を十分高
めるべく３ポート電磁弁１２を駆動させるもので、例え
ば直流電圧を操作により可変的に出力するような電圧源
で構成される。

前記光量調整回路６は、前記電流−電圧変換回路１５に
より出力された電圧信号Ｖｓと受光ユ設定器２４に設定
された設定電圧とを比較し、その偏差信号を出力する比
較器２５と、この比較器２５からの偏差信号を零とすべ
くフォトダイオード３の駆動電流を制御する電流制御回
路２６とからなり、かかる光量調整回路６によれば、後
述するフォトダイオード３の輝度調整時（脈波振動が無
くなる程度にカフ圧を十分に高めた状態時）に、指２の
太さ、内部組織等の被検者による個人差の影響を受ける
ことなく、フォトトランジスタ４の受光量を一定にする
ことができ、従って以後の血圧測定時に被検者に拘わら
ず、略同−レベルの信号を扱うことができ、従って又、
略一定の精度による測定を行うことができる。

更に、このように脈波振動が無くなる程度に十分にカフ
圧を高めた状態において、予め定めた透過光量（受光量
）になるようにフォトダイオードの輝度を調整し、前述
の如く被検者による個人差の影響を除去した状態におい
ては、それ以後に徐々にカフ圧を減圧した場合、光電脈
波の振幅には個人差があるものの、受光量の減少区間の
傾きは第４図（ｂ）に示すように略均−となり、又光電
脈波の最大振幅点（制御目標値）についても被検者によ
らず略均−となることが経験的に確かめられている。（
尚、第４図（ａ）は従来の制御目標値の決定方法につい
て示すものである。）従ってかかる現象によれば、当該
受光量調整回路６を設け、輝度調整時に受光量を被検者
に拘わらず一定としておけば、制御目標値は経験的に求
めた一定の値に設定することができ、従ってこの実施例
では前述した制御目標値設定器１６を設けるのみで、従
来のような制御目標値の決定回路（ここでの説明は省略
する）は不要となるとともに、安定した制御目標値が迅
速に得られることとなる。

尚、前記電流制御回路２６による電流の制御は光量調整
時のみに行われるもので、この光量調整後における血圧
測定時には電磁弁マニュアル操作部２０からの信号によ
り、前記光量調整時に定められた電流にロックされる。

以下にこの実施例の動作について説明する。先ず、血圧
測定に際しカフ１に指２を挿入した後、スイッチ２１を
電磁弁マニュアル操作部２ｏ側に切り換え、３ポート電
磁弁に所定の電圧を印加してカフ圧を十分高い圧力に保
持する。このときのカフ圧は、フォトトランジスタ４に
よる検出信号が略一定値（直流的）となる程度の圧力と
する。

このとき光量調整回路６は電磁弁マニュアル操作部２０
の信号Ｓを受けてフォトダイオード３の輝度調整を行い
、フォトトランジスタ４の受光量を被検者に拘わらず一
定とする。こうして輝度調整が行われた後、スイッチ２
１をコンパレータ１９側に切り換えると供給圧力制御回
路１３が動作し、フォトトランジスタ４の受光量が制御
目標値と等しくなるべくカフ圧を制御する。そこでこの
ときのカフ圧を圧力センサ２３で測定することにより血
圧を得ることができる。

尚、前記スイッチ２１の切り換えは手動で行うようにし
てもよいが、フォトダイオード３の輝度調整時に当該駆
動電流が定常になったことを検出する検出器を設け、こ
の検出器の出力信号により自動的に切り換えるようにし
てもよい、又、手動で行うにしてもかかる検出器を設け
ておけば輝度調整の終了を確実に知ることができ便利で
ある。

又、供給圧力制御回路１３の一部の回路１６〜１９等は
、輝度調整時にはスイッチ２１に連動してその電源等を
一部オフさせるようにしておいてもよい。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、この発明によれば、血
圧測定前における被検部への高圧印加時に、光電検出手
段の受光量を略一定とすることにより、血圧測定時にお
ける制御目標値は経験的に求めた一定値に設定すること
ができ、従って従来の如き制御目標値の決定回路等は不
要となり、装置の構成を簡単化することができるととも
に、血圧変動の大きい被検者に対しても安定した制御目
標値を使用することがで籾るため安定した圧力測定を迅
速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る血圧測定装置を示すブ
ロック系統図、第２図は電磁弁のデュ−ティ制御を示し
た特性図、第３図はコンパレータの入出力信号を示す図
、第４図はカフ圧に対する受光量の関係を時間を横軸に
とフて示した図、第５図は従来の制御目標値の決定回路
を示した図である。 図面において、１はカフ、２は指、３はフォトダイオー
ド（発光手段）、４はフォトトランジスタ（光電検出手
段）、５は圧力供給手段、６は光量調整回路、７は圧力
供給源、８は供給圧力制御手段、１２は３ポート電磁弁
である。 特　許　出　願　人　　株式会社　学習研究社代理人　
　弁理士　　　下　　１）　容−即問　　　　弁理士　
　　　大　　橋　　邦　　店開　　　弁理士　　　小　
　山　　　　有第３図 ＶＴ 第２図 デλ、ティｒこ（’／、　） 第、４図 埒閘

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被検部に圧力を加える圧力供給手段と、前記被検部に光
   を照射する発光手段と、この発光手段から照射された光
   を検出することで前記被検部の血管の血圧脈動的変化に
   伴う容積変動を検出する光電検出手段とを備え、前記光
   電検出手段の出力信号が制御目標値となるように前記圧
   力供給手段により前記被検部に圧力を加えつつ、当該圧
   力を測定することで血圧を測定するようにした光電容積
   脈波法による非侵襲的連続血圧測定方法において、 前記血圧測定前に、前記圧力供給手段により前記光電検
   出手段の出力信号が略一定値となるように被検部に静的
   な圧力を加えた後、 前記光電検出手段の検出信号に基づき該光電検出手段の
   受光量が所望の一定値となるように前記発光手段の駆動
   電流を調整し、 しかる後に、予め定めた所定の目標値を前記制御目標値
   として血圧の測定を行うようにしたことを特徴とする光
   電容積脈波法による非侵襲的連続血圧測定方法。