JPH01291827A - 血圧測定装置 - 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】 技術分野 本発明は、脈波センサを生体表面の動脈上に押圧するこ
とにより検出される圧脈波に基づいて生体の血圧値を測
定する血圧測定方法に関するものである。

従来技術 従来より、生体・の上腕部等にたとえばゴム類かつ袋帯
状のカフ等の圧迫装置を巻回してその圧迫装置により前
記上腕部等を圧迫することにより、心拍に同期して動脈
から発生する圧力振動波すなわち圧脈波を検出し、圧迫
装置の圧迫圧力を変化させる過程における圧脈波の大き
さの変化に基づいて血圧値を決定する所謂オシロメトリ
ック方式の血圧測定方法が知られている。

発明が解決すべき第一の問題点 しかしながら、斯かる血圧測定方法において、前記圧迫
装置は、通常、比較的大型であって高張るため、そのよ
うな圧迫装置を上腕部等に装着することは生体にとって
煩わしいものであり、特に、血圧値を連続的に測定する
場合において顕著であった。

また、圧迫装置は、通常、上腕部等の全周に亘って巻回
されるため、生体の体動等に起因して発生するノイズの
影響を受は易く、血圧測定精度が充分に得られない場合
があった。

第一の問題点を解決するための手段 本箱−発明は、以上の事情を背景にして為されたもので
あって、その要旨とするところは、生体表面の動脈上に
押圧される感圧素子を有してその動脈から発生する圧脈
波を検出する脈波センサによりその生体の平均血圧値を
測定する血圧測定方法であって、（ａ）前記脈波センサ
の押圧力を比較的緩やかに変化させる押圧力変化工程と
、（ｂ）その押圧力変化工程において前記脈波センサの
押圧力変化に伴って得られる圧脈波の変動成分を検出す
るとともに、その変動成分の振幅を決定する変動成分検
出工程と、（Ｃ）前記押圧力変化工程において前記脈波
センサの押圧力変化に伴って得られる圧脈波の非変動成
分を検出する非変動成分検出工程と、（ｄ）前記変動成
分検出工程において検出された圧脈波の変動成分の振幅
のうちの最大振幅を有する圧脈波の非変動成分の大きさ
に基づいて平均血圧値を決定する平均血圧決定工程とを
含むことにある。

作用および第一発明の効果 このようにすれば、脈波センサの生体表面に対する押圧
力が押圧力変化工程において比較的緩やかに変化させら
れるとともに、その押圧力の変化に伴って得られる圧脈
波の変動成分および非変動成分が変動成分検出工程およ
び非変動成分検出工程においてそれぞれ検出され且つ検
出された変動成分の振幅が変動成分検出工程において決
定される一方、平均血圧決定工程において、前記検出さ
れた圧脈波の変動成分の振幅のうちの最大振幅を有する
圧脈波の非変動成分の大きさに基づいて平均血圧値が決
定される。この場合において、上記脈波センサは生体表
面の動脈上に押圧されるものであるため、上腕部等に巻
回されるカフ等の圧迫装置を用いる従来の場合に比べて
、生体表面に装着される装置を比較的小型とし得る。こ
れにより、血圧測定時に生体に与える煩わしさを好適に
軽減し得るとともに血圧測定時に生体の体動等により発
生したノイズの影響を比較的少は難くなるのである。

発明が解決すべき第二の問題点 また、従来の血圧測定方法においては、上述の問題に加
えて、比較的長時間に亘って連続的に血圧値を測定する
場合には、生体の上腕部等が比較的大きな圧迫圧力で繰
り返し圧迫されることにより、生体に対して相当の不快
感を与えることが避け難かった。

第二の問題点を解決するための手段 本第二発明は、以上の事情を背景にして為されたもので
あって、その要旨とするところは、生体表面の動脈上に
押圧される感圧素子を備えた脈波センサによりその動脈
から発生する圧脈波を検出し、予め求められた関係から
その圧脈波の大きさに基づいてその生体の血圧値を連続
的に測定する血圧測定方法であって、（ａ）前記脈波セ
ンサの押圧力を比較的緩やかに変化させる押圧力変化工
程と、（ｂ）その押圧力変化工程において前記脈波セン
サの押圧力変化に伴って得られる圧脈波の変動成分を検
出するとともに、その変動成分の振幅を決定する変動成
分検出工程と、（Ｃ）前記押圧力変化工程において前記
脈波センサの押圧力変化に伴って得られる圧脈波の非変
動成分を検出する非変動成分検出工程と、（ｄ）前記振
幅検出工程において検出された圧脈波の変動成分の振幅
のうちの最大振幅を有する圧脈波の非変動成分の大きさ
に基づいて平均血圧値を決定する平均血圧決定工程と、
（ｅ）その平均血圧決定工程において決定された平均血
圧値とその平均血圧値が求められたときの圧脈波の非変
動成分の大きさとに基づいて、血圧値と圧脈波の大きさ
との前記関係を予め求める関係決定工程と、（ｆ）その
関係決定工程において予め求められた関係から、前記脈
波センサにより逐次検出される圧脈波の大きさに基づい
て血圧値を連続的に決定する工程とを含むことにある。

作用および第二発明の効果 このようにすれば、脈波センサの生体表面に対する押圧
力が押圧力変化工程において比較的緩やかに変化させら
れるとともに、その押圧力の変化に伴って得られる圧脈
波の変動成分および非変動成分が振幅検出工程および非
変動成分検出工程においてそれぞれ検出され且つ検出さ
れた変動成分の振幅が変動成分検出手段により決定され
る一方、平均血圧決定工程において、前記検出された圧
脈波の変動成分の振幅のうちの最大振幅を有する圧脈波
の非変動成分の大きさに基づいて平均血圧値が決定され
、更に、その平均血圧値とその平均血圧値が求められた
ときの圧脈波の非変動成分の大きさとに基づいて、関係
決定工程において血圧値と圧脈波の大きさとの関係が予
め求められるとともに、その関係から脈波センサにより
逐次検出される圧脈波の大きさに基づいて血圧値が連続
的に決定される。この場合において、圧脈波を逐次検出
する際における脈波センサの押圧力は、通常、平均血圧
値を決定するための押圧力変化工程における最高押圧力
よりも比較的小さい値に維持される。この結果、上記第
一発明と同様の効果が得られるのに加えて、比較的長時
間に亘って連続的に血圧値を測定する場合においても、
前記比較的小さい押圧力において脈波センサにより逐次
検出される圧脈波の大きさに基づいて、前記予め定めら
れた関係から血圧値が連続的に決定されるので、従来の
ように比較的大きな圧迫圧力で生体の一部を繰り返し圧
迫する必要がなくなって生体に与える不快感を大幅に軽
減し得る。

実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は、本発明の一実施例である血圧測定方法を採用
した血圧モニタ装置の構成を示す図であって、１０は、
生体の手首の表面１２の撓骨動脈１４上に装着された脈
波検出プローブである。本実施例においては、表面１２
が生体表面に、撓骨動脈１４が動脈に相当する。脈波検
出プローブ１０は、支持バンド１６が手首に巻回され且
つ締着されることにより撓骨動脈１４上に固定されるよ
うになっており、容器状のハウジング１８と、そのハウ
ジング１８内に相対移動可能に収容された脈波センサ２
０と、ハウジング１８の側壁と脈波センサ２０との間に
介挿されてその脈波センサ２０をハウジン（１８に対し
て支持するダイヤフラム２２とから構成されている。こ
れらハウジング１８と脈波センサ２０とダイヤフラム２
２とによって圧力室２４が形成されている。′この圧力
室２４内には、電動ポンプ２６から調圧弁２８を経て圧
力エア等の圧力流体が供給されるようになっており、こ
れにより、脈波センサ２ｏはその圧力室２４内の圧力に
応じた押圧力で前記表面１２に押圧される。調圧弁２８
は、後述の切換信号ＳＣに従って、圧力室２４内を予め
定められた一定速度で緩やかに昇圧させる昇圧状態、圧
力室２４内の圧力を維持する圧力維持状態、圧力室２４
内を急速に排圧する排圧状態などに切り換えられる。ま
た、ハウジング１８と調圧弁２８との間には圧力センサ
３０が設けられており、この圧力センサ３０から圧力室
２４内の圧力を表す圧力信号ＳＰがＡ／Ｄ変換器３２を
介して後述のＣＰＯ３８へ出力されるようになっている
。

脈波センサ２０は、その押圧面３４に面圧を検出するた
めの感圧素子が設けられて成るものであって、撓骨動脈
１４に対して押圧されることにより、その撓骨動脈１４
から発生して前記表面１２に伝達される圧力振動波すな
わち圧脈波（変動成分および直流成分を含む）を検出し
て、その圧脈波の大きさを表す脈波信号ＳＭをＡ／Ｄ変
換器３６を介してＣＰＵ３８へ供給するとともに、その
脈波信号ＳＭをローパスフィルタ４０おおよびバンドパ
スフィルタ４２へそれぞれ供給する。ローパスフィルタ
４０は、脈波信号ＳＭに含まれる非変動成分（直流成分
）を弁別することにより、その非変動成分の大きさを表
す非変動成分信号ＳＭ１を前記Ａ／Ｄ変換器３６を介し
てＣＰＯ３８へ供給する。バンドパスフィルタ４２は、
たとえばｌ乃至１０Ｈｚ程度の周波数成分を有する信号
を通過させて脈波信号ＳＭに含まれる変動成分を弁別す
ることにより、その変動成分の大きさを表す変動成分信
号ＳＭ２を前記Ａ／Ｄ変換器３６を介してＣＰＵ３８へ
供給する。なお、ＣＰＵ３８にはクロック信号源４４か
ら所定周波数のパルス信号ＣＫが供給されている。

ＣＰＵ３　Ｂは、データバスラインを介してＲＯＭ４６
、ＲＡＭ４８、および出力インタフェース５０と接続さ
れており、ＲＯＭ４６に予め記憶されたプログラムに従
ってＲＡＭ４８の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行
し、電動ポンプ２６に接続された駆動回路５２へ駆動信
号ＳＤを出力して電動ポンプ２６を制御するとともに、
調圧弁２８へ切換信号ＳＣを出力してその調圧弁２８を
所定の切換状態に切り換える一方、一連の血圧測定動作
を実行し、圧力室２４の昇圧過程において得られる前記
非変動成分信号ＳＭＩおよび変動成分信号３Ｍ２等に基
づいて血圧値と圧脈波（脈波信号ＳＭ）の大きさとの関
係を求めるとともに、その関係から、後述の圧力Ｐ、に
おいて脈波センサ２０により逐次検出される脈波信号Ｓ
Ｍの大きさに基づいてたとえば最高血圧値および最低血
圧値を連続的に決定し且つそれら血圧値を血圧表示器５
４に逐次表示させる。

次に、上記のように構成された血圧モニタ装置の作動を
第２図のフローチャートに従って説明する。

まず、電源が投入されると、ステップＳ１が実行されて
、図示しない起動スイッチがＯＮ状態に操作されたか否
かが判断される。この判断が否定されると待機状態とさ
れるが、ステップＳ１の判断が肯定された場合には、ス
テップＳ２が実行されて、タイマの計数内容が零にリセ
ットされ、その後再びクロック信号源４４からのパルス
信号ＣＫの計数を開始する。次いで、ステップＳ３が実
行されて、圧力室２４内が比較的緩やかな一定速度で昇
圧されるとともに、ステップＳ４が実行されることによ
り、斯かる律速昇圧過程において前記非変動成分信号Ｓ
ＭＩおよび変動成分信号ＳＭ２の検出が開始されて、そ
れら非変動成分信号ＳＭ１および変動成分信号ＳＭ２が
それらが検出されたときの圧力室２４内の圧力Ｐと共に
記憶される。次に、ステップＳ５が実行されて、圧力室
２４内の圧力Ｐが予め定められた目標圧力Ｐ、、（たと
えば１８０ｍｍＨｇ程度）に達したか否かが判断され、
未だ達していない場合には、ステップＳ３乃至Ｓ５が繰
り返し実行されて目標圧力Ｐ、に達するまで前記非変動
成分信号ＳＭＩおよび変動成分信号ＳＭ２が順次検出さ
れ且つ記憶される。

ステップＳ５において圧力室２４内の圧力Ｐが目標圧力
Ｐ、に達したと判断された場合には、続くステップＳ６
が実行されることにより、ステップＳ４にて検出された
各圧脈波の変動成分の振幅Ａがそれぞれ求められる。こ
れら振幅Ａは、たとえば第３図に示すように、前記非変
動成分信号ＳＭｌが表す非変動成分の大きさＣが増大す
るに伴って一旦漸増した後漸減する。次に、ステップＳ
７が実行されることにより、ステップＳ６にて求められ
た振幅へのうちの最大振幅Ａ□８を有する圧脈波の非変
動成分の大きさＣ１に基づいて平均血圧値ＢＰ、が求め
られる。上記非変動成分の大きさは、第５図に示すよう
に、１つの脈波において、脈波信号ＳＭを示す曲線と非
変動成分を示す線とにより囲まれた上下２領域の面積Ｓ
１．Ｓ２が互いに略等しくなるように決定されるもので
あり、このような状態では、前記最大振幅Ａ□８を有す
る圧脈波の非変動成分の大きさＣ，が平均血圧値と相関
することに基づくものである。次に、ステップＳ８が実
行されることにより、ステップＳ７にて求められた平均
血圧値ＢＰ、と、その平均血圧値ＢＰ、（最大振幅Ａ、
Ｓ□）が求められたときの圧脈波の非変動成分の大きさ
Ｃ１とに基づいて、血圧値と圧脈波の大きさとの関係が
求められる。すなわち、血圧値ＢＰと圧脈波の大きさ（
押圧面の圧力値）Ｍとの間には、一般に、次式（１）の
ような比例関係があることが知られており、（１）式の
傾きａを実験的に求められた一定値に設定するとともに
、上記平均血圧値ＢＰ、および非変動成分の大きさＣ，
を（１）式に代入することにより、（１）式の切片すが
次式（２）のように求められて、血圧値ＢＰと圧脈波の
大きさＭとの関係が求められるのである。第４図にこの
ようにして求められた関係の一例を示す。

ＢＰ＝ａｘＭ＋ｂ　　　・・・・（１）ｂ＝ＢＰＩ％−
ａｘＣｌ　　・・・・（２）次いで、ステップＳ９が実
行されると、圧力室２４内の圧力Ｐが前記最大振幅Ａ　
ｍ　ｍ　ｘを有する圧脈波が検出された“ときの圧力Ｐ
、に調整され且つ維持されるとともに、ステップ３１０
が実行されることにより、圧脈波の大きさを表す脈波信
号ＳＭが検出されたか否かが判断される。脈波信号ＳＭ
が未だ検出されない場合にはステップＳＩＯが繰り返し
実行されるが、脈波信号ＳＭが検出された場合には、続
くステップＳ１１が実行されて、その脈波信号ＳＭが表
す圧脈波の最高値Ｍ　ａ　ａ　Ｘと最低値Ｍ　ｍ　ｉ　
ｎとに基づいて上式（１）から最高血圧値および最低血
圧値がそれぞれ決定されるとともに、ステップＳ１２が
実行されることにより、それら最高血圧値および最低血
圧値が血圧表示器５４に表示される。

次いで、ステップ３１３においては、前記起動スイッチ
がＯＦＦ状態に操作されたか否かが判断される。この判
断が否定されて起動スイッチがＯＮ状態であると判断さ
れた場合には、ステップＳ１４が実行されるが、起動ス
イッチがＯＦＦ状態に操作されたと判断された場合には
、ステップＳ１５が実行されて圧力室２４内が速やかに
排圧された後、ステップＳ１が実行されて待機状態とさ
れる。上記ステップＳ１４においては、タイマの計数内
容Ｔが予め定められた計数内容Ｔ０に達したか否かが判
断される。この計数内容Ｔ０は上記ステップＳ８にて決
定された関係を補正し且つステップＳ９にてホールドさ
れた圧力室２４内の圧力Ｐ（脈波センサ２０の押圧力）
を決定し直すために、改めて前記切片すを決定し直す時
間間隔に対応するものであって、たとえば５〜１０分程
度に設定される。したがって、計数内容ＴがＴｏに到達
した場合にはステップ８２以下が再び実行されることと
なるが、計数内容ＴがＴｏに未だ到達していない場合に
は、ステップ３１０以下が繰り返し実行されることによ
り、脈波信号ＳＭが引き続いて検出されるとともに、圧
脈波が検出される毎に最高血圧値および最低血圧値が決
定されて連続的に表示される。

このように本実施例によれば、脈波センサ２０の押圧力
が増大させられるに伴って圧脈波の変動成分および非変
動成分が逐次検出されて、その圧脈波の変動成分の振幅
Ａのうちの最大振幅Ａ、□を有する圧脈波の非変動成分
の大きさＣ１に基づいて平均血圧値ＢＰ、が決定される
一方、その平均血圧値ＢＰ、と前記非変動成分の大きさ
Ｃ１とに基づいて血圧値ＢＰと圧脈波の大きさＭとの関
係が予め求められるとともに、圧力室２４内の圧力Ｐが
前記最大振幅Ａ　＋ｍ　ｍ　ｘを有する圧脈波が検出さ
れたときの圧力Ｐ、まで低下させられてその圧力Ｐ、に
維持された後、脈波センサ２０により逐次検出される圧
脈波の最高値Ｍ　ｓ　１１　Ｘと最低値Ｍ　ｍ　ｉ　ｎ
とに基づいて前記予め求められた関係から血圧値が連続
的に決定される。この場合において、脈波センサ２０は
表面１２の撓骨動脈１４上に押圧されるものであるため
、上腕部等に巻回される比較的大型のカフ等を用いる従
来の場合に比べて脈波検出プローブ１０を比較的小型と
し得る。これにより、血圧測定時に生体に与える煩わし
さを好適に軽減し得るとともに血圧測定時に生体の体動
等により発生したノイズの影響を比較的受は難くなる。

また、長時間に亘って連続的に血圧値を測定する場合に
おいても、前記予め定められた関係から血圧値を連続的
に決定すべ（圧脈波を逐次検出する際の脈波センサ２０
の押圧力、すなわち、前記最大振幅Ａ　ａ　１１　Ｍを
有する圧脈波が検出されたときの押圧力はそれ程大きく
はないため、従来のように比較的大きな圧迫圧力で生体
の一部を繰り返し圧迫する必要がなくなって生体に与え
る不快感を大幅に軽減することができるのである。

また、本実施例によれば、圧脈波が検出される毎に最高
血圧値および最低血圧値が決定されるので、オシロメト
リック方式等による従来の血圧測定方法に比べて血圧測
定間隔が大幅に短縮される利点がある。

また、本実施例によれば、ステップＳ１４が設けられる
ことにより、所定時間毎に、圧脈波の大きさから血圧値
を決定するための前記関係が補正され且つホールドされ
た脈波センサ２０の押圧力が決定し直されるため、生体
の体動等に起因して脈波センサ２０の押圧力が変化した
場合等においても測定される血圧値の信顛性を自動的に
回復し得る利点がある。

なお、前述の実施例において、ステップＳ２およびＳ１
４は必ずしも必要なものではなく、それらが設けられて
いない場合においても本発明の効果が得られることは勿
論である。

また、前述の実施例では、前記（１）式において傾きａ
は予め定められた値が用いられており、切片すを求める
ことにより前記関係が決定されるように構成されている
が、それとは逆に、切片すとして予め定められた値を用
いて、傾きａを求めることにより前記関係を決定するよ
うにすることも可能である。

また、前述の実施例では、逐次検出される圧脈波に基づ
いて最高血圧値および最低血圧値を決定すべく平均血圧
値ＢＰ、、が求められているが、必ずしもその必要はな
く、たとえば、最高血圧値および最低血圧値を決定する
ことなく、前記平均血圧値ＢＰ、をそのまま血圧表示器
５４に表示してもよいし、その平均血圧値ＢＰ、を連続
的に測定するするようにしてもよい。

また、前述の実施例では、圧脈波が検出される毎に最高
血圧値および最低血圧値が決定されているが、圧脈波が
所定数検出される毎にそれらの血圧値を決定するように
してもよい。

また、前述の実施例では、圧力室２４内の昇圧過程で圧
脈波の変動成分および非変動成分がそれぞれ検出されて
いるが、圧力室２４内の降圧過程でそれらの成分を検出
するようにしてもよい。

また、前述の実施例では、直流成分を検出するローパス
フィルタ４０および変動成分を検出するバンドパスフィ
ルタ４２が設けられているが、フィルタ処理のために予
め記憶されたプログラムに従ってＣＰＵ３８により脈波
信号ＳＭから直流成分および交流成分が弁別されてもよ
い。

その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種
々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である血圧測定方法を採用し
た血圧モニタ装置の構成を示す図である。 第２図は第１図の装置の作動を説明するためのフローチ
ャートである。第３図は圧脈波の非変動成分の大きさの
増大に伴う変動成分の振幅の変化（頃向の一例を示す図
である。第４図は血圧値と圧脈波の大きさとの予め求め
られた関係の一例を示す図である。第５図は脈波信号の
変動成分と非変動成分との関係を示す図である。 １２：表面（生体表面） １４：撓骨動脈（動脈） ２０：脈波センサ 出願人　　コーリン電子株式会社 第３図 第４図 五脈波ｆ）大ラフ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）生体表面の動脈上に押圧される感圧素子を有して
   該動脈から発生する圧脈波を検出する脈波センサにより
   該生体の平均血圧値を測定する血圧測定方法であって、 前記脈波センサの押圧力を比較的緩やかに変化させる押
   圧力変化工程と、 該押圧力変化工程において前記脈波センサの押圧力変化
   に伴って得られる圧脈波の変動成分を検出するとともに
   、該変動成分の振幅を決定する変動成分検出工程と、 前記押圧力変化工程において前記脈波センサの押圧力変
   化に伴って得られる圧脈波の非変動成分を検出する非変
   動成分検出工程と、 前記変動成分検出工程において検出された圧脈波の変動
   成分の振幅のうちの最大振幅を有する圧脈波の非変動成
   分の大きさに基づいて平均血圧値を決定する平均血圧決
   定工程と を含むことを特徴とする血圧測定方法。
2. （２）生体表面の動脈上に押圧される感圧素子を備えた
   脈波センサにより該動脈から発生する圧脈波を検出し、
   予め求められた関係から該圧脈波の大きさに基づいて該
   生体の血圧値を連続的に測定する血圧測定方法であって
   、 前記脈波センサの押圧力を比較的緩やかに変化させる押
   圧力変化工程と、 該押圧力変化工程において前記脈波センサの押圧力変化
   に伴って得られる圧脈波の変動成分を検出するとともに
   、該変動成分の振幅を決定する変動成分検出工程と、 前記押圧力変化工程において前記脈波センサの押圧力変
   化に伴って得られる圧脈波の非変動成分を検出する非変
   動成分検出工程と、 前記振幅検出工程において検出された圧脈波の変動成分
   の振幅のうちの最大振幅を有する圧脈波の非変動成分の
   大きさに基づいて平均血圧値を決定する平均血圧決定工
   程と、 該平均血圧決定工程において決定された平均血圧値と該
   平均血圧値が求められたときの圧脈波の非変動成分の大
   きさとに基づいて、血圧値と圧脈波の大きさとの前記関
   係を予め求める関係決定工程と、 該関係決定工程において予め求められた関係から、前記
   脈波センサにより逐次検出される圧脈波の大きさに基づ
   いて血圧値を連続的に決定する工程と を含むことを特徴とする血圧測定方法。