JPH02111340A - 電子血圧計 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は加圧不足検出に特徴を有する電子血圧計に関
する。

（ロ）従来の技術 一般に、オシロメトリック血圧測定法は、周囲の雑音の
影響を受けることなく、また血管台を採取する必要がな
いため腕帯の装着・扱いが容易であり、病的患杆や幼児
でも正確な測定が可能である等の数々の特長があり、今
日、電子血圧計の採用する主流たる方式である。この方
式採用の電子血圧計は、腕帯を任意の測定部位に巻装し
、それを加圧ポンプ等で加圧した後に、徐りに減圧して
ゆくと、脈拍に同期して腕帯内圧に圧力振動（脈波）が
住じ、この脈波の波形を解析して血圧を算出するもので
ある。従来のオシロメトリンク法は、上記した脈波の振
幅の変化を認識して血圧を算出していた。つまり、腕帯
圧を収縮期圧（最高血圧）以上に加圧した後、徐りに減
圧して行くと、脈波の振幅は最初小さく、次第に増大し
、腕帯圧が平均血圧と等しくなる辺りで、最大振幅を迎
えた後、今度はしだいに減少して行（という性質を持つ
ことを利用して、従来は脈波振幅が最大振幅を基に算出
した脈波振幅の相対レベル（Ｙ％、Ｙ％）と等しくなっ
た時点の腕帯圧を収縮期圧あるいは拡張期圧（最低血圧
）と決定するものであった（第８図参照）＃ このオシロメトリック法採用の電子血圧計の測定では、
予め腕帯圧が収縮期圧以上に十分に加圧されていること
が必要である。加圧が不十分であると、上記したＹ％点
や最大点が脈波の包路線上に含まれなくなり、血圧値の
決定ができなくなるからである。ところが実際上は、加
圧終了時点でその加圧が充分であるか否かの判定は、不
可能である。その理由は、脈波の振幅は個人によってま
ちまちであり、包路線のレベルが上記のＹ％点で如何程
の大きさであるかが不定であるからである。

そこで、従来は、おおよそのＹ％での脈波振幅の分布を
利用して、ある程度以上の振幅であった時に加圧不足で
あると判断し、再加圧を行っていた。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記従来の電子血圧計の加圧不足判定は、加圧終了時点
で脈波振幅がある値以上の場合に加圧子メ４るものであ
る。しかし、上述のように脈波振幅は個人差があるため
、加圧が十分であるにもかかわらず、加圧不足と判定さ
れ、不必要に高い加圧を強いられたり、充分でないのに
加圧不足が検出されず、測定終了後に血圧値が決定でき
ず再度測り直す必要があったりした。加圧十分であるに
もかかわらず、なお、加圧することは止血を長時間にわ
たらせ、欝血などを誘起し測定を不正確にしたり、止血
に伴う苦痛を招いたりするし、加圧不足が検出されない
場合は、迅速な測定が困難となるという重大な問題があ
った。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、加圧不足を正確に検知して、適正な加圧をなし、正
確かつ迅速な測定を実現する電子血圧計を提供すること
を目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用二の発明の電
子血圧計は、腕帯と、腕帯を加圧する加圧手段と、前記
腕帯の圧力を検出する圧力検出手段と、前記腕帯の圧力
を減圧するための排気手段と、血管情報を抽出する手段
と、前記加圧手段により前記腕帯を所定値まで加圧した
後の微速減圧過程で得られる前記血管情報と腕帯内圧と
から血圧値を決定する血圧決定手段とを備えるものにお
いて、前記圧力検出手段の圧力信号中から脈波成分を抽
出する脈波抽出手段と、抽出された脈波につき１拍毎の
脈波の最大値及び最小値及び平均値を算出する手段と、
式Ｒ＝（脈波の平均値−脈波の最小値）／（脈波の最大
値−脈波の最小値）ｘｔｏＯ（％〕で表される脈波平均
比を算出する手段と、前記加圧から微速減圧への移行時
点で、前記脈波平均比が所定値以上であるか否かを判別
し、所定値以上である場合に加圧不足であるとする加圧
不足判定手段とを備えている。

ここで、脈波平均比Ｒの性質について説明する。

第１図に、腕帯内圧を減少する過程での脈波平均比Ｒの
変化を示している。これは、２６０名の被験者より得ら
れた臨床データで聴診法による収縮期圧（ＳＹＳ）と拡
張期圧（ＤＩＡ）で正規化された腕帯内圧軸上にプロッ
トされている。横軸の数値は５Ｍ５−ＤＩＡを１００％
とした時の圧力差を示している。この図より腕帯の減圧
過程では、脈波平均比Ｒは収縮期圧より高い腕帯内圧領
域でほぼ３０％程度であり、僅かに減少する傾向にある
が、収縮期圧点（図中ＳＹＳ点）付近から急激に増加し
始め、拡張期圧点（同ＤＩＡ点）までほぼ単調に直線的
に増加する。そして、拡張期圧点で約５０％程度に達し
、それ以降は再度減少する傾向にある。このような脈波
平均比Ｒの性質は、第２図（ａ）　（ｂ）　（Ｃ）に示
すように腕帯減圧過程における脈波波形の変化に由来す
るが、個人差のバラツキのない安定した変化であるとと
もに、血圧に対応した顕著な特ｆｆ１ｆｆｉの変化が観
測される。かくして、脈波平均比Ｒを用いることによっ
て、信頼性の高い加圧不足判定が可能となる。すなわち
、再現性の、高い血圧測定が可能となる。この電子血圧
計では、腕帯の加圧から減圧過程への移行点で脈波成分
を抽出し、各脈波の最大値、最小値及び平均値を算出し
、この脈波平均比が所定値（例えば３５％）以上である
か否かを判別し、所定値以上であれば加圧不足としてい
る。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第３図は、この発明が実施される電子血圧計のハード構
成を示すブロック図である。

同図において、カフ（腕帯）１はパイプ２を介して微速
排気機能及び急速排気機能を有する排気弁３、加圧ポン
プ４、圧力センサ５に連結されている。加圧ポンプ４は
、ＣＰＵ９からの指令によって０Ｎ１０ＦＦされ、また
、排気弁３は、同じ＜　ＣＰＵ９からの指令信号ａによ
り急速排気機能がＯＮされるように構成されている。圧
力センサ５はパイプ２を通して受けるカフェ内の圧力を
電気信号に変換して、これを出力して増幅器６で増幅し
、Ａ／Ｄ変換器７でデジタル信号に変換してＣＰＵ９に
取り込まれる。一方、増幅器６より出力される腕帯内圧
信号は、脈波成分を含んでいるので、バントパスフィル
タ８で脈波成分のみを導出し、これを同じ＜Ａ／Ｄ変換
器７でデジタル信号に変換してＣＰＵ９に取り込む。Ｃ
ＰＵ９は後述する血圧算出のための処理を実行し、表示
器１０にその測定値を表示する。

もっとも、ここに示す電子血圧計のハード構成は、従来
のオシロメトリック電子血圧計の構成と特に変わるとこ
ろはない。したがって、圧力センサ５は、半導体圧力セ
ンサや、ベローズ式のセンサと発振器を組み合わせたも
のであってもよい。

また、バンドパスフィルタ８はＣＰＵ９内で、ソフトで
構成するディジタルフィルタであってもよｈ口を 次に、第４図乃至第６図に示すフロー図を参照して、上
記電子血圧計の血圧測定動作について説明する。

図示外のスタートスイッチがＯＮされると、第４図に示
す処理がスタートし、先ずステンブＳＴ（以下ＳＴＩと
略す）■で血圧算出に用いる各変数を初期化する。ここ
で、各変数の機能を列挙すると、Ｌは脈波データＰＷ（
ｔ）のカウンタ、ｎは脈拍カウンタ（算出される脈波平
均比Ｒのカウンタでもある）、Ｃは血圧決定処理にて用
いるカウンタ、Ｐ　ｌ’ｌＡＸは脈波振幅の最大値を記
憶するメモリである。

初期化に続いて、Ｓｒ１で加圧ポンプ４を駆動し、腕帯
１の加圧を開始する。そして、腕帯１内の圧力が加圧設
定値に等しくなったことを検知すると、前記加圧ポンプ
４を停止する。ここで加圧設定値とは、加圧前に使用者
が自身で選択したものである。その後、排気弁３の微速
排気機能により、腕帯圧力が徐々に減圧し始める。続い
て、脈波データＰ　Ｗ　（ｔ）をＡ／Ｄ変換器７を通し
て読み込み（Ｓｒ３）、脈波データｔＰＷ（ｔ）のカウ
ンタＬを１インクリメントしく５Ｔ４）、脈波を１拍毎
に区切るため、区切り点の検出を行う（Ｓｒ１）。この
区切り点の検出は、第７図に示すように、脈波データに
設けられた闇値と脈波との交点を検出するなどの処理に
より実現される。次に、区切り点が検出されたか否かを
判定しく５Ｔ６）、区切り点が検出されるまで、Ｓｒ３
乃至Ｓｒ１の処理を繰り返し、つまり脈波データＰＷ（
ｔ）のデータ読込みを行い。区切り点が検出されると、
Ｓｒ１の判定がＹＥＳとなり、ここで、変数ｎを１イン
クリメントして（Ｓｒ７）、脈波平均比Ｒ（ｎ）の算出
（Ｓｒ８）を行う。

この脈波平均比Ｒ（ｎ）の算出処理の詳細について後述
する。

脈波平均比Ｒ（ｎ）が求められると、Ｓｒ１で加圧不足
か否か判定される。この加圧不足判定は、脈波平均比Ｒ
（ｎ）が３５％より大であるか否かによりなされ、脈波
平均比Ｒ（ｎ）が３５％より大なる場合に加圧不足とさ
れる。

Ｓｒ１で加圧不足が判定されると、次に５ＴＩＯで加圧
設定値をより高い値に変更し、再度ＳＴ２に戻り再加圧
を行い、もう１度ＳＴ３〜ＳＴ９の処理を繰り返す。Ｓ
ｒ１で、加圧不足でない場合には、５ＴＩＩに移り、血
圧決定処理を行う。

この血圧決定処理についても詳細は後述する。

続いて、５Ｔ１２で収縮期圧、拡張期圧が共に決定済で
あるか否か判定され、収縮期圧、拡張期圧が共に決定さ
れていれば、５Ｔ１３以降の処理に進むが、そうでない
場合はＳｒ１に戻ってＳＴ３〜５Ｔ１２の処理を操り返
す。血圧が決定済で５Ｔ１３に移ると、排気弁３の急速
排気機能をＯＮし、腕帯内の圧力が解放される。そして
、血圧値が表示器１０に表示されて（ＳＴ１４）、全処
理が終了する。

次に、Ｓｒ１における脈波平均比Ｒ（ｎ）の算出処理の
詳細を、第５図に示すフロー図を参照して説明する。

先ず、Ｓｒ１１では、各変数を初期化している。

ここで、し゛は、以下の平均比３γ出処理専用の時間カ
ウンタ、Ｔ　ＤＥＶは１拍前の区切り点のカウンタＬの
値である。したがって、変Ｄ　Ｔ　ｏ　ｔ　ｖの値を変
数し”に代入することにより、平均比算出のための一連
の処理が、１拍前の区切り点から開始されるようにして
いる。ＰＷＭＡＸは脈波データの最大値を示す変数、Ｐ
Ｗ□８は脈波データの最小値を示す変数である。Ｓｒ１
２では、脈波データＰＷ（ｔ’）の値が変数ＰＷＭＡＸ
と比較され、ＰＷＨＡＸくＰＷ（ｔ’）であれば、ＰＷ
（ｔ’）を新たなＰＷＭＡＸとし、ｐｗ□８を更新する
（ＳＴ８３）。つまり、ＰＷ□８には毎回ＰＷ（ｔ’）
の最大値が記憶される。

したがって、その後の処理でＰ　ＷＭＡＸ　＜　Ｐ　Ｗ
　（ｔ’　）でない場合は、Ｓｒ１３がスキップされる
。次に、５Ｔ８４では、変数ＰＷ１．Ｉ＋ｓがＰＷ（ｔ
’）と比較され、ｐ　ＷＭＩＮ　＞　ｐ　ｗ　（ｔ’）
であれば、ＰＷ（ｔ’）を新たなＰＷＭＩＮとし、ＰＷ
−ＩＮを更新する（ＳＴ８５）。そして、５Ｔ８６では
、変数ＴＯＴＡＬにＰＷ（ｔ’）が順次加算される。

次に、Ｓｒ１７でカウンタｔ゛が現在の時間を示す変数
もと比較され、Ｌ’　−ｔであるならば、即ち一連の処
理が現在の区切り点まで行われたならば、５Ｔ８９へ進
む。一方Ｌ“＝Ｌでないならば、５Ｔ８２に戻って再度
処理を繰り返す。５Ｔ８９では、変数ＴＯＴＡＬ、カウ
ンタし、前の区切り点でのカウンタ値Ｔ　ＤＥＶ及びＰ
ＷＨＡＸ％　ＲＭＩＮを用いて脈波平均比Ｒ（ｎ）が次
式のように算出される。

そして、次の平均比算出処理に６１えて現在の区切り点
の時間しを変数Ｔ　ＬＩＥＶに記憶して処理を終了し、
メインフローにリターンする。

次に、５ＴＩＩの血圧決定処理の詳細を第６図に示すフ
ロー図を参照して説明する。

マ１’、５Ｔ１１１では、脈波Ｔ拘止Ｒｒ１．出処理で
得た脈波の１周期内の最大値ＰＷＭＡＸとＰＷＭＩＮと
の差を算出し、脈波振幅Ｐ　（ｎ）とする。次に、この
振幅Ｐ　（ｎ）が変数Ｐ　１４ＡＸと比較され（ＳＴ１
１２）、もしＰ　ＨＡＸ　＜　Ｐ　（ｎ）であれば５Ｔ
１１３において、ＰｏＡＸ−Ｐ（ｎ）を行い、Ｐ　ＭＡ
Ｘを脈波児幅の最大値として更新した後、以下の処理を
行わないでリターンする。一方、Ｐ　ＨＡＸ≧Ｐ　（ｎ
）で才、れば以下の処理に進む。つまり、Ｐ、＾×がＰ
　（ｎ）によって更新されている間は、脈波の眼幅が増
加過程にあり、その最大点がまだ出現していないと判断
してリターンするが、そうでない場合には最大点が出現
した可能性があるとして５Ｔ１２４の処理を行う。

処理が５Ｔ１１４に移った場合は、カウンタＣが１イン
クリメントされる。このカウンタＣは、Ｐ　ＭＡＸが更
新されなくなってから何泊経過したかを示すもので、次
の処理５Ｔ１１５においてＣ２０であれば最大点が確実
であるとして、さらに次の処理５Ｔ１１６へ進むが、そ
うでない場合には、まだ最大点の確定を保留してリター
ンする。

最大点が確実と判定された場合には、５ＴＩＩ６におい
て収縮期圧ＳＹＳが決定済であるか否かが判定される。

つまり、もしＳＹＳが未決定であれば以下の収縮期圧決
定処理に進むが、既に決定済であれば、５Ｔ１２１．５
Ｔ１２２の拡張期圧決定処理にジャンプする。

５Ｔ１１７では、まずカウンタｎ゛の値をｎ　−Ｃとす
る。ｎは現在の脈拍のカウント値であり、Ｃは最大点か
ら出現した脈拍の数を示すから、ｎは最大点のカウント
値となる。その後、ｎ゛は１デクリメントされ（ＳＴ、
１１８）　、それによって指定される脈波振幅Ｐ（ｎ’
）が、Ｘ　’　ＰＭＡＸと比較される（ＳＴ１１９）。

Ｘは１以下の定数で、収縮期圧を決定するために脈波振
幅に設けられたしきい値である。したがって、５Ｔ１１
Ｂにおいてｎ　が順次デクリメントされる過程でＰ（ｎ
’）＜Ｐ　）ＩＡＸとなった時、その時の腕帯圧が収縮
期圧とされる（ＳＴ１２０）。

ところで、処理５Ｔ１１６からＳＴＩ　２１に移った場
合には、まず現在の脈波振幅Ｐ　（ｎ）がｙ・Ｐ　ＭＡ
Ｘと比較される（ＳＴ１２１）。そしてＰ（ｎ）　＜Ｙ
−Ｐ）ＩＡＸとなった時、その時点での腕帯圧を拡張期
圧として（ＳＴ１２２）、リターンする。

なお、上記実施例では、血圧決定処理は、脈波振幅の最
大値Ｐ□８を４山出し、Ｘ’ＰＭＡＸに対する腕帯圧、
ｙ・Ｐ　ＭＡＭに対応する腕帯圧でＳＹＳ、ＤＩＡを決
定しているが、この発明は、血圧決定処理に特徴がある
ものではなく、したがって、他の方法、例えば脈波平均
比を用いて血圧値を決定するものであってもよい。

（へ）発明の効果 この発明によれば腕帯内圧の微速減圧過程への移行後に
、腕帯内圧の脈波成分を抽出し、各脈波毎の最大値、最
小値及び平均値を求め、さらにこれら最大値、最小値及
び平均値から脈波平均比Ｒ−（平均値−最小値）／（最
大値−最小値）を算出し、前記脈波平均比が所定値以上
であるか否かを判別し、所定値以上の場合に加圧不足を
するものであるから、脈波平均比は個体差がほとんどな
（、したがって加圧不足を正確に検知することができ、
必要以上の加圧による砥血、測定誤差を生じさせたり、
測定不可による無用の測定の遅れのない、常に適正な加
圧による測定の可能な電子血圧計得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明で使用される脈波平均比なる概念を
説明するための腕帯内圧−脈波平均レヘルの関係を示す
図、第２図（ａ）■）（Ｃ）は腕帯内圧の大小による脈
波波形を示す図、第３図は、この発明が実施される電子
血圧計のブロック図、第４図、第５図及び第６図は同電
子血圧計の動作を説明するためのフロー図であって第４
図はメインフロー図、第５図は、同メインフロー図にお
ける脈波平均比１１出処理を詳細に示すフロー図、第６
図は、同メインフロー図における血圧決定処理を詳細に
示すフロー図、第７図は、脈波の１拍毎の区分を説明す
るだめの図、第８図は従来のオシロメトリンク法におけ
る血圧決定を説明するための図である。 １：腕帯、 ４：加圧ポンプ、 ７：Ａ／Ｄ変換器、 ９：ＣＰＵ。 ３：排気弁、 ５：圧力センサ、 ８：バンドパスフィルタ、 第１図 第２図 特許出願人　　　　　立石電機株式会社代理人　　弁理
士　　中　村　茂　信 腕＃内圧≧収縮閂圧 （ａ） ）畝帝内圧二平均ｋＬ圧 （ｂ） ８危危内圧≦拡俵月斤 （Ｃ） 第 図 第６図 第８図 月定常内Ｌ（シへ圧方用）− 手続令甫正書（自発） 平成元年　７月１、 発明の名称 電子血圧計 補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　　京都市右京区花園土堂町１０番地名称　　（２
９４）立石電機株式会社 代表者　立石義雄 ４、代理人 住所 ◎６０４ 京都市中京区壬生賀陽御所町３番地の１京都室ビル５Ｆ 補正命令の日付 自発補正 ７、補正の内容 （１）明細書の「特許請求の範囲」を別紙の通り補正す
る。 （２）明細書の第６頁の第４行目に「１００％とした」
、とあるのをｒｌｏｏ％とし、ＳＹＳを基準とした」と
補正する。 （３）明細書の第６頁の第１８行目から第１９行目にか
けて「すなわち、再現性の高い血圧測定が可能となる。 」とあるのを削除する。 （４）明細書の第９頁の第１行目にｒＳＴＩ　Ｊとある
のをｒＳＴ、と補正する。 （５）図面の第１図を別添付の通り補正する。 ８、添付書類の目録 （１）特許請求の範囲を記載した書面　　　　１通（１
）訂正図面〔第１図］　　　　　　　　　１通以上 く特願昭６３−２６６６９４号〉 ２、特許請求の範囲 （１）腕帯と、腕帯を加圧する加圧手段と、前記腕帯の
圧力を検出する圧力検出手段と、前記腕帯の圧力を減圧
するための排気手段と、血管情報を抽出する手段と、前
記加圧手段により前記腕帯を所定値まで加圧した後の微
速減圧過程で得られる前記血管情報と腕帯内圧とから血
圧値を決定する血圧決定手段とを備える電子血圧計にお
いて、前記圧力検出手段の圧力信号中から脈波成分を抽
出する脈波抽出手段と、抽出された脈波につき１拍毎の
脈波の最大値及び最小値及び平均値を算出する手段と、
式Ｒ＝（脈波の平均値−脈波の最小値）／（脈波の最大
値−脈波の最小値）Ｘ１００〔％〕で表される脈波平均
比を算出する手段と、前記加圧から微速減圧への移行時
点で、前記脈波平均比が所定値以上であるか否かを判別
し、所定値以上である場合に加圧不足であるとする加圧
不足判定手段とを備えたことを特徴とする電子血圧用。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）腕帯と、腕帯を加圧する加圧手段と、前記腕帯の
   圧力を検出する圧力検出手段と、前記腕帯の圧力を減圧
   するための排気手段と、血管情報を抽出する手段と、前
   記加圧手段により前記腕帯を所定値まで加圧した後の微
   速減圧過程で得られる前記血管情報と腕帯内圧とから血
   圧値を決定する血圧決定手段とを備える電子血圧計にお
   いて、前記圧力検出手段の圧力信号中から脈波成分を抽
   出する脈波抽出手段と、抽出された脈波につき１拍毎の
   脈波の最大値及び最小値及び平均値を算出する手段と、
   式Ｒ＝（脈波の平均値−脈波の最小値）／（脈波の最大
   値−脈波の最小値）×１００〔％〕で表される脈波平均
   比を算出する手段と、前記加圧から微速減圧への移行時
   点で、前記脈波平均比が所定値以上であるか否かを判別
   し、所定値以上である場合に加圧不足であるとする加圧
   不足判定手段とを備えたことを特徴とする電子血圧。