JPH0219133A

JPH0219133A - 血圧モニター

Info

Publication number: JPH0219133A
Application number: JP1120193A
Authority: JP
Inventors: Michael Frankenreiter; ミヒャエル・フランケンライター; Rainer Rometsch; レイナー・ロメシュ; Jens-Peter Seher; イェンス―ペーター・ゼーヤー
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1988-05-14
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1990-01-23
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: US4953557A; EP0342249A1; DE3861517D1; EP0342249B1; JP2965996B2

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〕本発明は血圧モニターに関し、さらに詳細には、患者の
凹設、特に腕の周囲に取付は可能なカフを自動的に膨張
及び収縮させるための手段と；上記カフの空気流通路に
連結され、それぞれカフ圧を表示する電気信号を発生す
る第１及び第２の圧力センサと；さらに前記圧力センサ
により得られた信号に応答し、所定の最大カフ圧に達す
るとカフの膨張を停止させ、特に圧力信号から血圧を算
出し、圧力センサの作動不良を探知するための電子手段
とを含む、患者の血圧の非観血的測定を自動的に行うた
めの血圧モニターに関する。

〔従来の技術〕

かかるモニターは、ＥＰ出願第８８１０２７８７．４号
に記載されており、従って本発明は当該技術の延長線上
にあるものである。しかし上記ＥＰ出願第８８１０２７
８７．２号には２つの別個の圧力センサが互いに制御し
合い作動不良を検出するために使用されること、及びセ
ンサによりカフ圧、特に最大カフ圧が検出され、最大カ
フ圧に達するとモニターによりカフの膨張が停止される
こと以外には、上記のようなモニターについて何ら説明
が行われていない。

患者の動脈に外部カウンタ圧力を加える手段としてのカ
フを含む、患者の血圧の非観血的測定を自動的に行うた
めのモニターにおいては、血圧測定動作とは関係なく、
所定の圧力値を越えないようにする安全手段を設ける必
要がある。

かかる安全手段は、血圧を評価するために設けられた電
子圧力センサ、膨張手段及び電子手段が故障した場合に
も、高過ぎる圧力値が作用したり、圧力作用時間が長す
ぎたりしないように、従って患者に障害を加えることが
ないように保証し得るものでなければならない。同じモ
ニターが、新生児、子供及び成人に用いるのに適合すべ
き場合には、評価アルゴリズムだけでなく、圧力センサ
のしきい値も患者に適応しなければならない。ＩＥＣの
提案により最大カフ圧は、新生児の場合１６５ｍｍ）Ｉ
ｇ　、子供の場合２２０ｍｍＨｇ、成人の場合３３０＋
ｎｍＨｇに定められている。

現在入手し得るモニターの場合、最大圧力に達した時、
モニターの少なくとも関連部品から供給電圧を切るため
に機械的圧力スイッチが用いられている。こうした機械
的圧力スイッチは基本的には圧力を加えると移動し、加
えられた圧力が所定の値を超えるとマイクロスイッチを
作動させる弾性膜から構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このようなスイッチは高価で、かさばり
、衝撃に敏感であり、広い公差による影響を被り易いと
いう欠点を有している。さらに弾性膜を有しているため
、摩損を免れ得ない。

最後にかかる圧力スイッチの本質的な欠点は、生じる圧
力が高すぎる場合、即ち故障の場合にしかその動作をテ
ストできず、正常な動作時にはテストできないという点
にある。

さらに患者の動きなどの人為現象によりシステム内に発
生し得る短い圧力ピークにより、圧力スイッチがトリガ
ーされないように予防対策をこうしる必要のある場合に
は、チューブシステムにある程度のダンピングを施さね
ばならないが、このダンピングにはシステムの応答時間
を遅くするという欠点がある。

さらに費用を低くおさえるため、はとんどの場合そのし
きい値が最高値、即ち成人の値にセットされた圧力スイ
ッチを一つ用いるだけである。患者によって圧力しきい
値が左右される点を考慮する必要があれば、３つの規定
しきい値を有する圧力スイッチか、あるいは異なるしき
い値を有する３つの圧力スイッチのいずれかが必要であ
る。このように患者に対応するしきい値が論理的又は機
械的に使用可能状態とされる一方で、他の２つのしきい
値はその使用が禁止されていなければならない。

従って、本発明の主たる目的は、上記のような機械的な
安全圧カスインチの抱える多くの問題点を解決するため
に、機械的な安全圧力スイッチを用いなくても、必要な
信頼性を備えた、血圧の非観血的測定を自動的に行うこ
とが可能なモニターを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は本発明によれば、有害な圧力をカフ内に生じ
させずに空気圧をカフに送ることにより血圧を自動的に
測定するための血圧モニターであって：出口を介してカ
フを膨張又は収縮させるためのポンプを含む空気制御手
段と；それぞれ前記カフ内の圧力を表示する第１及び第
２の信号を発生させるようにカフに連結された第１及び
第２の圧力センサと；前記各圧力センサの較正データを
記憶するための手段と；前記ポンプを励起し、前記第１
及び第２の信号と前記較正データとから前記各センサの
圧力較正値を決定し、さらに前記較正値のいずれかが所
定量を超過していた場合には前記空気制御手段にカフを
収縮させるための電子手段とから成り；さらに、前記電
子手段が、前記較正圧力を比較し、それらが所定量以上
相違している場合には前記空気制御手段にカフを収縮さ
せるための手段を含むことを特徴とする、血圧モニター
により解決される。

すなわち、本発明に基づく血圧モニターの電子回路は故
障感知手段を含んでおり、この故障感知手段は、前記２
つの圧力センサのそれぞれによって発生された電子信号
に関連する圧力を示す較正値の記憶手段と、前記２つの
圧力センサによって発生された前記電子信号の実際の値
に対応したこれらの較正値にアクセスしその比較を行う
手段と、電源電圧と基準電圧の両方又は一方をモニター
するための手段と、実際の較正値が互いに異なる場合、
又は電源電圧と基準電圧の両方又は一方が所定の値から
所定の量を超えて異なる場合にカフを収縮させる手段と
から構成されている。

このように本発明はモニターの安全動作にとって重大な
信号及び電圧の精密なモニターを可能にするものである
。同じモニターで用いられている２つの圧力センサの特
性が異なる可能性があるため、それらの較正値を記憶し
ておき、前記センサによって生じる電子信号に応答して
それらにアクセスし、それらが測定した圧力を判定する
。アクセスした較正値が両方の圧力センサとも同じ圧力
に応答したものであることを示している場合には、両方
のセンサとも正確に動作しているとみなすことができる
。しかしながら、たとえアクセスした較正値が同じであ
ったとしても、表示された圧力が誤っている可能性もあ
り、また、電源電圧及び基準電圧のためにこれが所定の
値と異なる可能性もあるので、圧力センサによって生じ
る電子信号が、仮に前記電源電圧と基準電圧の両方又は
一方が正確であったならば、実際の圧力に対応するよう
に前記圧力センサにより発生されたであろう電子信号と
異なる可能性も生じる。従って、本発明によれば、前記
２つのセンサによって生じる電子信号に応答してアクセ
スされる較正値開の比較に加え、電源電圧と基準電圧の
両方又は一方を監視することによって、圧力表示が常に
正確であって、モニターの全機能、特に所定の最大カフ
圧に達した場合におけるカフの膨張停止に制御を加える
という点についてそれを信顛できるか否かの確認が行わ
れる。従って、本発明によれば安全のために余分な機械
的圧力スイッチを設ける必要はない。

本発明によれば、２つの圧力センサで測定した値が同一
である限り、かつ電源電圧と基準電圧の両方または一方
が正確である限り、正確な圧力測定値が得られると確認
するものであるけれども、また、電源電圧と基準電圧の
両方または一方が正確であることが前記モニターに含ま
れる電子手段の正確な動作にとって第一条件であるけれ
ども、モニターの他のコンポーネントが故障し、その故
障によって障害を生じている可能性もある。従って、例
えば、血圧を計算する電子手段やモニターの自動化機能
を制御する電子手段の故障によって、障害の生じる可能
性がある。本発明の望ましい実施例の場合、こうした動
作不良をなくすため、前記電子手段は、血圧を計算する
ための第１のプロセッサと、内部データ転送及び外部デ
ータ転送を制御するための第２のプロセッサから構成さ
れている。故障感知手段は、前記２つのプロセッサに結
合された共用メモリーと、前記共用メモリーを介したデ
ータ転送が行えなくなった場合に前記カフを収縮させる
手段から構成される０本実施例の場合、前記共用メモリ
ーを介したデータ転送により前記２つのプロセッサの動
作を継続的にチエツクし、該プロセッサの一方が動作不
良を生じた場合にカフを収縮させモニターをオフにでき
るようになっている。

前記２つのプロセッサの継続モニターは、第１のプロセ
ッサに対するマスタープロセッサとして第２のプロセッ
サを動作させ、また第２のプロセッサに監視回路を結合
し、この監視回路が第２のプロセンサの故障を感知した
場合に、この監視回路により前記カフが収縮されるよう
に構成することによりさらに改良される。監視回路はマ
イクロプロセッサ技術においては通常の技術であり、被
監視プロセッサから所定の時間間隔内に所定の制御信号
を受信し、前記制御信号が正確に受信されない場合に、
警告信号を、特に供給電源からモニターをスイッチオフ
するための信号を発生させるように設計される。

カフを自動的に膨張及び収縮させる手段に関しても安全
性を向上させるため、本発明の好適な実施例によれば、
前記手段は以下のように構成されるポンプを含む。すな
わちこのポンプは、第１の電気的駆動手段と、第２の電
気的駆動手段により閉止可能な通常は開放しているバル
ブと、さらに故障の場合には前記第１及び第２の駆動手
段の電源電圧を切り、ポンプを動作を即座に停止させ、
バルブを開放し、カフがら空気を逃し、その結果カフを
収縮させることが可能な手段とを含んでいる。この場合
も、通常は閉止状態のバルブと通常は開放状態のバルブ
を並列につなぎ、第３の電気駆動手段により前記通常は
閉止状態のバルブを開放可能に構成し、何らかの故障に
よって第１のバルブが開放しない場合には、電源電圧を
加えることにより、このバルブが確実に開放するように
構成することで安全性の向上が図れる。

電子手段の各種部分を監視するにあたり、各圧力センサ
毎にそれ自体の独立した信号チャネルを設けずに、２つ
の圧力センサを単一の監視回路要素に接続可能な点が、
本質的な効果である。従って、本発明の望ましい実施例
の場合、電子手段はマルチプレクサを備え、このマルチ
プレクサは、前記２つのセンサによって生じる電子信号
と、前記電源電圧と基準電圧の両方または一方とに接続
される入力と、電子手段に接続された出力を有するアナ
ログ／デジタル変換器に接続される出力とを備えている
。最後に、前記故障感知手段は、テスト信号を送り出す
ための手段と、前記テスト信号に対する前記センサの応
答と前記電子手段の応答の両方または一方をモニターす
る手段とを含み、検出した応答が所定の限界を超える場
合には、このモニター手段が前記カフを収縮させる。

〔実施例及び作用〕

以下に本発明に基づく血圧モニターを示すブロック図に
関連し、本発明の好適な実施例について説明する。なお
この実施例により本発明が減縮的に解釈されてはならな
い。

第１図に示す血圧回路の回路図は２つのセンサ１，２を
含み、これらのセンサはカフ（図示せず）に達する接続
ライン３に対称的に接続されている。さらに、管４を介
して、ポンプ５、第１のバルブ６、及び第２のバルブ７
が接続ライン３に接続されている。ポンプ５及びバルブ
６．７には、それぞれ、それ自体の駆動手段（不図示）
が設けられている。またそれらは並列に接続される。ポ
ンプ５及び第１のバルブ６は共通の第１のラッチ８に接
続されているが、バルブ７は第２のラッチ９に接続され
ている。

第１及び第２のセンサ１，２は、それぞれ前置増幅器１
１．１２を介してマルチプレクサ１３に接続されており
、マルチプレクサの出力はＡ／Ｄ変換器１４の入力に結
合されている。さらに、第２の前置増幅器１２の出力は
帯域増幅器１５を介してマルチプレクサ１３のもう１つ
の入力に接続される。圧力センサ１及び２は圧電センサ
であり、各圧力センサは、それぞれ電源兼制御ユニット
２１、２２に接続されており、各電源兼制御ユニットは
基準信号及びテスト信号に対する入力を備えている。

Ａ／Ｄ変換器１４の出力は、１２のプロセッサ３２と協
働する第１のプロセッサ３１に結合されている。両方の
プロセッサともそれ自体のメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）を
備えている。それらは制御ライン３３及び共用メモリ３
４によって結合されている。さらに第２のプロセッサ３
２には、ＥＥＰ　ＲＯＭ２Ｓ及び監視回路３６が結合さ
れており、監視回路が電力リレー３７に制御を加える。

最後に、第３のラッチ１０が、Ａ／Ｄ変換器１４の出力
とマルチプレクサ１３の出力間に結合されている。

動作時、第１のプロセッサ３１の制御下で、マルチプレ
クサ１３により所定の順序でその入力のそれぞれがＡ／
Ｄ変換器１４０入力に接続され、このＡ／Ｄ変換器によ
りマルチプレクサ１３のアナログ入力信号に対応するデ
ジタル出力信号が第１のプロセッサ３１に送信される。

この第１のプロセッサ３１は、圧力センサによって、特
に帯域増幅器１５を介した第２の圧力センサによって生
じる圧力信号の振幅から収縮期血圧、拡張期血圧、及び
平均血圧の値を得るに必要な計算を行う。第２のプロセ
ッサ３２により第１のプロセッサ３１の動作を含む内部
データ及び外部データの転送が制御され、これにより第
２のプロセッサ３２が第１のプロセッサ３１に対するマ
スタープロセッサとして働くようになっている。

初めて利用する前に、独立した精密計器を用いて測定可
能な所定の圧力値までカフを膨張させることによってモ
ニターが起動される。これらの圧力値は、前置増幅器１
１及び１２の出力から導き出されたデジタル信号と共に
、ＥＥＰＲＯＭ３５に送り込まれ、マルチプレクサ１３
によってＡ／Ｄ変換器１４、第１のプロセッサ３１、共
用メモリ３４及び第２のプロセッサ３２を介してＥＥＦ
ＲＯＭ３５に接続される。こうして、それぞれ、前置増
幅器１１及び１２を介して、前記２つの圧力センサ１及
び２のそれぞれによって生じる電子信号に関連した圧力
を示す較正値がＥＥＰＲＯＭ３５に記憶される。

この始動ステップ後、血圧測定のためポンプ５の駆動手
段を作動させてカフを膨張させると、第１のセンサ１及
び第２のセンサ２の出力信号は圧力の増大を示す、前記
センサによって生じる電子信号に応答して、ＥＥＰＲＯ
Ｍ３５から検索される圧力値が等しいか、又は所定の量
を超えて異なることがない限り、２つのセンサが確実に
正確に働いて測定を継続することが可能である。しかし
ながら所定量を超える圧力差が生じる場合には、この差
はセンサ１及び２の少なくとも一方または関連した前置
増幅器１１及び１２の一方に欠陥があり、動作不良が生
じたことを示している。この場合には、比較を行う第１
のプロセッサ３１がラッチ８を開放し、ポンプ５とバル
ブ６の駆動手段が１２Ｖの電源から切断される。従って
電源が切られると、通常は開放状態の第１のバルブ６が
ひとりでに開き、他方ポンプ５が停止する。ポンプ５が
停止しバルブ６が開くと、前記カフ内の圧力が高くなり
すぎて患者に危害を加える虞れは消滅する。

しかしながら、センサ１及び２のこの相互制御によって
は、マルチプレクサ１３以後の回路要素の動作不良や、
あるいはセンサ１及び２から送り出される信号が等しい
が誤っている場合に生じる損傷を防ぐことはできない、
このうち第２のケースは、センサの動作を制御する電源
電圧と基準電圧が所定値と異なる場合、特に所定値未満
の場合に生じる可能性がある。この場合、センサ１及び
２によって生じる電子信号は等しいが、両方とも実際の
圧力に対応する値未満の値になってしまう、従ってこれ
らの電子信号をモニターしても、カフが所定の最大圧力
を超え、モニターを受けている患者に危害を及ぼす可能
性のある圧力にまで膨張する虞れがある。かかる危険性
をなくすため、マルチプレクサ１３を介して基準電圧と
制御電圧をプロセッサ３１及び３２に接続し、これらの
電圧の検査が行う。この場合に、電源電圧、基準電圧、
又は制御電圧のどれかに間違った値があれば、ラッチ８
を作動させ、ポンプ５とバルブ６の電力が切れるように
して、カフの収縮を生じさせる。

さらに第２のプロセッサ３２に接続されたＥＥＰＲＯＭ
３５に較正値を記憶することにより、センサとＥＥＰＲ
ＯＭの間の電源チャネルの特性についても、記録される
較正値に表されるという点についても言及の必要がある
。また第１のプロセッサ３１による電源電圧及び基準電
圧の制御により、マルチプレクサ１３とＡ／Ｄ変換器１
４の動作も制御される。

さらに、前記２つのプロセッサ３１及び３２の動作を監
視する必要もある。第２のプロセッサ３２ノ機能は、第
２のプロセッサ３２から所定のコード語を所定の時間間
隔で受信するようになっている監視回路３６により監視
される。第２のプロセンサ３２の動作不良のために、監
視回路３６が正しいコード語の受信を時間内に行えない
場合には、監視回路によってリレー３７が作動して、モ
ニター全体の電源が切られ、その結果ポンプ５が停止し
、バルブ６が開いて、カフが収縮される。同様に、第１
のプロセッサ３１は共用メモリ３４によって監視される
。２つのプロセッサ３】及び３２間における全てのデー
タ交換は共用メモリ３４を介して行われ、これに伴って
転送データに所定の修正が施される。転送データが正確
に修正されていないことを第２のプロセッサが認識する
と、第２のプロセッサ３２は同様に故障を認めて、監視
回路３６へのコード語の転送を停止する。この結果、監
視回路が同様に応答して、リレー３７を介して電源を切
り、これにより、ポンプ５が停止して、バルブ６が開く
ことになる。

なお２つのプロセッサ３１及び３２を接続するライン３
３はデータ転送には用いられず、制御信号だけを、特に
使用可能信号と同期信号を通すために使用される。

第２のバルブ７は、通常は閉じており、電源をつなぐこ
とによって開放するという点で、第１のバルブ６とは異
なっている。これは、電源の切断時に機械的欠陥により
第１のバルブがその間位置に戻らない場合に、第２のバ
ルブに１Ｅ源を接続することによって第２のバルブを確
実に開放するためである。従って、第２のバルブ７は、
解説のモニターの動作をできるだけ安全なものにするた
めのもう１つの手段である。

最後に、開示の実施例の場合、それぞれ、電源兼制御ユ
ニッｌ−２１，２２を介してセンサ１及び２にテスト信
号を接続するための手段が設けられている。前記センサ
及びそれに接続された電子コンポーネントのこれらテス
ト信号に対する応答は前記プロセッサのモニターを受け
、この場合、モニター信号に対する応答をモニターして
モニターの動作不良が明らかにぼれば、同様にモニター
の動作が停止され、必要の場合にはカフが収縮される。

上記の本発明の実施例は単なる例示にすぎず、特許請求
の範囲に示された本発明の範囲内において、各種修正を
施すことが可能である０例えば、ＥＥＰＲＯＭ３５に複
数のブロックを設け、各ブロックには順次記憶された同
じ圧力範囲の全ての較正値が収容されているようにする
ことも可能である。圧力センサの検査時には全てのブロ
ックの較正値を読み取り、所定の数ではない前記値が所
定の限界内であっても故障を表示する。さらに故障の検
出によりカフを収縮させるだけでなく、光学警報信号と
音響警報信号の両方又は一方を発生させることも可能で
ある。

（効果〕本発明は以上のように構成されているため、以下に示す
ような顕著な効果ををする。

すなわち、本発明によれば、２つの圧力センサにより発
生された電気信号に応答してアクセスされる校正値間の
比較を行うことにより、圧力センサの動作不良を監視可
能であると共に、さらに電源電圧と基準電圧を監視する
ことによって、電源電圧や基準電圧に基づく動作不良を
も回避可能であり、高い安全性を備えた血圧モニターが
提供される。従ってまた本発明によれば安全のために余
分な機械的圧力スイッチを設ける必要もなく、安全性の
向上とコストの軽減とを同時に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく血圧モニターのブロック図で
ある。１．２・・・センサ、５・・・ポンプ、６．７・・・バルブ、８．９．１０・・・ラッチ、１１、１２・・・前置増幅器、１３・・・マルチプレクサ、１４・・・Ａ／Ｄ変換器、３１、３２・・・プロセッサ、３４・・・共用メモリ、３５・・・ＥＥＰＲＯＭ、３６・・・監視回路、３７・・・電力リレー

Claims

【特許請求の範囲】

（１）有害な圧力をカフ内に生じさせずに空気圧をカフ
に送ることにより血圧を自動的に測定するための血圧モ
ニターであって；出口を介してカフを膨張又は収縮させるためのポンプを
含む空気制御手段と；それぞれ前記カフ内の圧力を表示する第１及び第２の信
号を発生させるようにカフに連結された第１及び第２の
圧力センサと；前記各圧力センサの較正データを記憶するための手段と
；前記ポンプを励起し、前記第１及び第２の信号と前記較
正データとから前記各センサの圧力較正値を決定し、さ
らに前記較正値のいずれかが所定量を超過していた場合
には前記空気制御手段にカフを収縮させるための電子手
段とから成り；さらに、前記電子手段が、前記較正圧力を比較し、それらが所定量以上相違している場合には前記空気制御
手段にカフを収縮させるための手段を含むことを特徴と
する、血圧モニター。