JPH0225610B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は血圧を自動的に測定し、表示する方法
並びに装置に関し、自動的に測定される血圧値の
当否を正確に評価することのできる血圧測定表示
方法およびこのための装置に関するものである。

従来技術 血圧は身体の健康状態を表す重要な指標であ
り、医学的な判断の基礎情報のひとつであるとこ
ろから、その測定方法および装置には高い信頼性
が求められている。

このため、近時、個人差による測定誤差のない
血圧測定ができる各種の自動血圧測定装置が提供
されている。この代表的な装置は、たとえば特開
昭50―118588号公報に記載されているように、上
腕部に巻かれたカフの圧力変化に伴つて発生する
コロトコフ音（血管と血流との摩擦によつて発生
する脈音）をカフの圧力パルス波が生じたときに
のみマイクロホンを通して得られる電気信号を採
取するとともに、該電気信号から連続的に発生す
る一連の該コロトコフ音の内最先および最終のコ
ロトコフ音発生時の前記カフのそれぞれの圧力値
を最高血圧値および最低血圧値として決定しこれ
を表示装置または印字装置等の出力装置に供給し
て表示するように構成されている。このようにす
れば、カフの圧力パルス波の発生時以外に混入す
る妨害外部雑音を除去できるので血圧測定が容易
かつ正確となる。

発明が解決すべき問題点 しかしながら、前記従来の自動血圧測定装置は
被測定者の身体が動かされた場合に発生する所謂
アーチフアクト、周辺音響ノイズ等のコロトコフ
音の周波数およびその発生時期に近似したノイズ
が前記電気信号に混入すると、コロトコフ音の周
波数帯域の信号を通過させるフイルタや、コロト
コフ音発生予定時期のみ信号を通過させるゲート
等のノイズ除去手段が付加されているにも拘わら
ず、該ノイズがコロトコフ音として信号処理され
て最高血圧値または最低血圧値が誤つて決定され
るおそれがあり、その測定値が信頼性に欠けると
いう欠点があつた。表示出力された血圧値からだ
けではその測定の当否を判断できないのである。
同様に、上記ゲートを開閉するために用いられる
カフの圧力パルス自体にも周波数フイルタでは除
去できないノイズが混入する場合があり、この場
合にはカフの圧力パルス波発生時以外にもゲート
が開かれて誤測定の原因となつていた。

一方、血圧を測定する他の方法として、カフの
圧力振動（圧力パルス波）を脈波として採取し、
この脈波の大きさの変化状態が急に大きくなる場
所に基づいて血圧値を決定する所謂オシロメトリ
ツク法がある。このような方式による血圧測定に
おいても、前記と同様の問題が避けられなかつ
た。

本発明は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その目的とするところは、アーチフアク
ト等のノイズによつて誤つて血圧値が測定されて
も容易に該測定の当否を判断し得、高い信頼性を
確保することができる血圧測定表示方法およびそ
のための装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 かかる目的を達成するため、本発明は、内圧が
変化させられるカフの圧力と該カフに圧迫された
血管の脈波とを検出して最高血圧値および最低血
圧値を測定する一方、そのカフの圧力変化に伴つ
て変化する前記脈波の強さを、そのカフの圧力を
変量とする第１軸とその脈波の強さを変量とする
第２軸とからなる二次元図表に描いて、脈波の強
さの分布を表示するとともに、前記最高血圧値お
よび最低血圧値が測定されたときのそれぞれのカ
フの圧力値に相当する所定のマークを前記第１軸
近傍に表示することにより、そのマークの表示位
置と前記脈波の強さの分布状態との対比により、
前記最高血圧値および最低血圧値の測定の適否が
判断され得るようにしたことを特徴とする。

また、本発明は、内圧が変化させられるカフの
圧力を検出しその圧力を表す圧力信号を出力する
圧力検出器と、そのカフに圧迫された血管の脈波
を検出しその脈波を表す脈波信号を出力する脈波
検出器とを含み、前記圧力信号と前記脈波信号と
に基づいて最高血圧値および最低血圧値を測定す
る血圧測定装置において、(1)前記脈波信号の波形
のピーク値を保持するピークホールド手段と(2)前
記脈波信号の発生に同期して前記ピーク値および
その時の前記圧力信号が表すカフの圧力値を記憶
するメモリと(3)前記カフの圧力を変量とする第１
軸と前記脈波のピーク値を表す第２軸とからなる
二次元図表を表示する出力装置と(4)前記メモリに
記憶されたピーク値およびカフの圧力値に基づい
て、該カフの圧力変化に対するピーク値の分布を
前記二次元図表に描いて表示するとともに、前記
最高血圧値および前記最低血圧値が測定されたと
きのそれぞれのカフの圧力値を表す所定のマーク
を第１軸近傍に表示するように制御する演算制御
手段とを含むことを特徴とする。

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２図において、上腕部に巻き付ける袋状のカ
フ１にはチユーブ２が接続されており、該チユー
ブ２の一端には逆止弁３を介して空気ポンプ４が
後述のCPU１２を介して接続され、該逆止弁３
は該ポンプ４に向かう方向の流量を制限してい
る。チユーブ２の他端にはカフ１内の圧力を検出
し該圧力値を表す電気信号である圧力信号SPを
出力する通常の圧力検出器５が連結されており、
更に該チユーブ２の中間部には急速排気のための
電磁弁６と徐々に排気するための絞り弁７が設け
られている。

前記圧力信号SPは零点補償回路８を備えた増
幅器９によつて信号増幅され圧力設定回路１０お
よびＡ／Ｄ変換器１１に供給される。該圧力設定
回路１０は、入力された圧力信号SPが予め設定
されたカフ１の最高圧力値（150mmHg〜200mm
Hg）を表す電圧値を超えるとポンプ停止信号
SMを発生する通常の比較回路である。なお、こ
の圧力設定は図示しないポテンシヨメータによつ
て所定の値に設定される。信号SMは中央演算制
御回路１２（以下CPUという）を介して空気ポ
ンプ４および電磁弁６へ供給される。Ａ／Ｄ変換
器１１はアナログ信号をデジタル信号に変換する
ものであり、圧力信号SPがデジタル信号化され
てCPU１２を介しメモリ１４に供給される。該
メモリ１４は通常のRAMによつて構成され、圧
力信号SPおよび後述のコロトコフ音のピーク値
を記憶するために使用されると同時にCPU１２
のワーキングメモリとしても使用され得るもので
ある。

カフ１には、脈波を検出するために脈拍音検出
器（マイクロホン）１３が腕に密着し得る状態で
設けられている。カフ１に圧迫された血管からの
脈波は、該検出器１３によつて検出され電気信号
である脈波信号SAに変換される。該信号SAは増
幅器１５を介して脈拍フイルタ１６、シストフイ
ルタ１７、ダイアストフイルタ１８、ノイズフイ
ルタ１９および広帯域フイルタ２０へ供給され
る。

該脈波信号SAには、心臓から血管に加えられ
る脈拍だけでなくカフ１によつて圧迫された場合
に血管と血液とが摩擦して発生するコロトコフ音
や前記アーチフアクトおよびその他のノイズが含
まれている。上記フイルタ１６乃至２０は脈波信
号SAから脈拍信号SAA、コロトコフ音信号SK、
ノイズ信号SN、ダイアスト音信号SDおよびシス
ト音信号SYを分離するためのものであり、第３
図に示されるように、それぞれの周波数通過特性
を備えている。ここで、ダイアスト音信号SDお
よびシスト音信号SYはその信号周波数がコロト
コフ音信号SKに含まれるものであるが、後述の
スワン第１点とスワン第５点における該コロトコ
フ音信号SKの周波数成分が若干異なることから
その信号SKをダイアスト音信号SDおよびシスト
音信号SYにそれぞれ分離した状態で血圧測定に
使用し該測定の信頼性を高めるものである。

フイルタ１６乃至１９から出力される脈拍信号
SAA、シスト音信号SY、ダイアスト音信号SD
およびノイズ信号SNはそれぞれ波形整形回路２
１乃至２４によつてパルス状に整形された後
CPU１２へ供給される。広帯域フイルタ２０か
ら出力されるコロトコフ音信号SKはピークホー
ルド回路２５へ供給され、該回路２５は脈波の強
さを表す該信号SKの最大値であるピーク値を保
持しそのリセツト端子Ｒに信号入力があるまで該
ピーク値をＡ／Ｄ変換器２６へ出力する通常の回
路である。Ａ／Ｄ変換器２６はアナログ信号であ
る上記ピーク値をデジタル信号に変換しCPU１
２を介してメモリ１４に供給する。

前記コロトコフ音信号SKの発生時の該信号SK
のピーク値とこの時の圧力信号SPをメモリ１４
へ記憶させるために、波形整形回路２２および２
３の出力端子がオア回路２７の出力端子および波
形整形回路２１の出力端子がアンド回路２８の入
力端子にそれぞれ接続されるとともに、該アンド
回路２８の出力信号はCPU１２を介してメモリ
１４の書込用入力端子Ｗに接続され、更にメモリ
１４の書込完了後にピークホールド回路２５をリ
セツトするためにCPU１２の出力端子Ｒがピー
クホールド回路２５のリセツト端子Ｒに接続され
ている。

前記CPU１２には、該CPU１２が実行する信
号処理を定めたプログラムが収容されたプログラ
ムメモリ３１が備えられており、該プログラムを
始動させるためのスタート信号SSを供給するス
タート押釦スイツチ３２とプログラムを元の状態
に復帰させるためのリセツト信号SRを供給する
リセツト押釦スイツチ３３とが設けられている。
なお、３４および３５はプルダウン用抵抗体であ
る。

さらに、CPU１２には、出力装置が備えられ
ている。すなわち、CPU１２から供給される信
号に従つてドツトプリンタ３６に駆動信号を供給
するプリンタ駆動回路３７と該駆動信号に従つて
数字、文字および図表をプリントするドツトプリ
ンタ３６とが備えられているとともに、それぞれ
に供給される信号に従つて点灯表示するための
LED３８乃至４３が備えられている。

シストLED３８、ダイアストLED３９および
脈拍LED４０はそれぞれシスト音信号SY、ダイ
アスト音信号SDおよび脈拍信号SAAの発生に対
応して点灯表示するものである。不整脈LED４
１は脈拍信号SAAの周期が一定の割合以上変動
した場合に点灯表示するものである。モード
LED４２は血圧測定装置の自動、BLIND等の作
動状態を表示するものである。また、Ｐ―Ｋ・
LED４３は脈拍信号SAAおよびコロトコフ音信
号SKの発生状態を青色および赤色で点灯表示す
るものである。

以上のように構成された血圧測定装置の作動を
以下に説明する。

カフ１が被測定者の上腕に巻き付けられた状態
において、スタート押釦スイツチ３２が押圧され
るとスタート信号SSがCPU１２に供給され、空
気ポンプ４が作動する。このため、カフ１の圧力
が上昇し前記上腕が圧迫され血流が阻止されると
ともに、増幅器９を介して圧力検出器５から供給
された圧力信号SPが予め設定されたカフ１の前
記最高圧力値（約150mmHg）を超えると圧力設定
回路１０からポンプ停止信号SMがCPU１２を介
して供給され空気ポンプ４が停止する。したがつ
て、カフ１の圧力の上昇が停止すると、第４図の
カフ圧力値の表に示されるように、絞り弁７の排
気によつて徐々に該圧力が下降する。

ここで、カフの圧力とコロトコフ音の関係は、
第１図に示されるように、カフの圧力値が徐々に
下降すると圧迫された血管内に心臓の収縮によつ
て血液が流れ始めコロトコフ音が発生する。この
圧力点をスワン第１点という。該コロトコフ音は
カフ圧の低下に伴つて大きくなる。しかし、血管
への圧迫が少なくなると血管と血流との摩擦が生
じ難くなるのでスワン第４点から再びコロトコフ
音が小さくなりスワン第５点で消滅する。このよ
うにコロトコフ音はカフの圧力変化に伴つて集団
的かつ連続的に発生しその強さを表すピーク値に
おいてもその包絡線が一定の連続的曲線で構成さ
れる比較的滑らかな中高の分布を示すのであり、
前記スワン第１点および前記スワン第５点が検知
されて最高血圧値および最低血圧値として測定さ
れるのである。なお、スワン第２点およびスワン
第４点は清音から濁音へ移る境界点でありスワン
第３点は濁音から清音へ移動する境界点である。

カフ１の圧力下降中において、第４図の脈波信
号SAに示されるように、脈拍信号SAA（図中の
点線波形）とコロトコフ音信号SK（図中の実線波
形）とが含まれる脈波信号SAが脈拍音検出器１
３によつて検出され、該信号SAからフイルタ１
６によつて実際の脈拍のみを表す脈拍信号SAA
が分離されその後パルス状に波形整形される。さ
らに、コロトコフ音の発生に同期してコロトコフ
音信号SKがフイルタ２０によつて分離されてピ
ークホールド回路２５に供給されそのピーク値が
保持されるとともに、シスト音信号SYおよびダ
イアスト音信号SDがフイルタ２２およびフイル
タ２３によつて分離された後パルス状に波形整形
される。したがつて、コロトコフ音の発生を表す
オア回路２７の出力信号とアンド回路２８の出力
信号は第４図に示されるように発生する。該アン
ド回路２８の出力信号はコロトコフ音の発生に同
期してCPU１２を介してメモリ１４に供給され
前記ピーク値とこのときのカフ１の圧力を表す圧
力信号SPを記憶させ、更に一定時間後CPU１２
の出力端子Ｒからの信号がピークホールドに備え
て保持状態をリセツトさせる。以上の作動は前記
コロトコフ音が消滅するまで繰り返される。な
お、一定の周波数以上のノイズが脈波信号SAに
含まれ、ノイズ信号SNがノイズフイルタ１９に
よつて分離された場合にはCPU１２によつてそ
のときのコロトコフ音信号SK、シスト音信号
SY、ダイアスト音信号SDおよび脈拍信号SAA
の入力がキヤンセルされ誤作動が防止される。ま
たアンド回路２８はノイズフイルタ１９によつて
分離されないコロトコフ音に近い周波数のノイズ
が混入しても脈迫信号SAAの発生していない時
期の該ノイズを除外するためのものである。

CPU１２は、メモリ３１に記憶されているプ
ログラムに従つて、連続的に発生するコロトコフ
音（シスト音信号SYまたはダイアスト音信号SD
の少なくとも一方）のうち最先のコロトコフ音お
よび最終のコロトコフ音を判定しこれらの発生時
の圧力信号SPが表すカフ１の圧力を最高血圧値
および最低血圧値と決定する。すなわち、第４図
に示すようにカフ１の圧力が徐々に低下させられ
る過程において、最先のコロトコフ音は前記シス
ト音信号SYの有無に基づいて判定され、最終の
コロトコフ音はダイアスト音信号SDの有無に基
づいて判定されるのである。また、脈拍信号
SAAの入力周期から１分間当たりの脈拍数を演
算し、この数値と前記最高血圧値および最低血圧
値の測定時刻とを第５図に示されるようにドツト
プリンタ３６の紙テープ４４上に印字表示させ
る。同時に、該紙テープ４４上には、カフ１の圧
力値を変量として表す圧力軸４５を横軸とし前記
コロトコフ音信号SKのピーク値を変量として表
す脈波軸４６を縦軸とする二次元図表４７が作表
され、更に該二次元図表４７にメモリ１４に記憶
された前記圧力信号SP群とピーク値群とがプロ
ツトされてカフ１の圧力変化に対するピーク値の
関係を表す分布が表示されるとともに、該圧力軸
には前記最高血圧値および前記最低血圧値が測定
されたときのカフ１の圧力値に相当するそれぞれ
の印（マーク）４８が付される。なお、最先およ
び最終のコロトコフ音は、その発生後一定時期経
過後の後続信号の有無で判断される。

ところで、脈波信号SAの中に前記アーチフア
クト等のコロトコフ音信号SKの周波数およびそ
の発生時期に近似したノイズが混入した場合に
は、ノイズフイルタ１９によつても分離されず回
路上コロトコフ音（シスト音信号SYまたはダイ
アスト音信号SD）として扱われ、上述と同様の
作動に従つて最高血圧値および最低血圧値が誤つ
て決定されるとともに第６図に示されるような図
表が出力される。しかし、前述のようにコロトコ
フは集団的且つ連続的に発生しその強さ（ピーク
値）も中央部ほど高くなるように比較的滑らかに
変化する性質があるから、第６図の図表の最高血
圧値を示す印４９の位置のようにピーク値の分布
から離隔してその発生位置が不連続であつたり、
同図表の最低血圧値を示す印５０の位置のピーク
値のように隣接する位置のピーク値に比べて異常
に高い値を示す場合には、該最高血圧値および最
低血圧値の測定が不適当であつたと容易に判断さ
れるのである。すなわち、印４９と印５０との間
のピーク値列の連続性あるいは凹凸を見ることに
より血圧測定の適否が容易に判定され得るのであ
る。

このように、回路によつて対策できないような
アーチフアクト、妨害外部雑音等のコロトコフ音
の同波数および発生時期に近似したノイズなどが
混入した状態で誤つて血圧測定がされても、該ノ
イズの存在が容易に判断され得て不良な血圧値デ
ータは除外できるし、ノイズが存在せず正常に測
定されたことが確認されれば信頼性の高い血圧測
定値が得られるのである。また、血圧の経時変化
を知るために連続的に測定されて前記図表４７が
並列的に出力表示された場合には、最高血圧値と
最低血圧値のトレンドが計算を必要とすることな
く容易にパターンによつて認識できる。さらに、
ドツトプリンタ３６のような作表し得る出力装置
は、コロトコフ音のみならず心電図のように脈拍
信号SAAを表示することにも利用できるので、
特に不整脈が発生した場合には脈拍の形態が容易
に確認できて都合が良い。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施
例であり本発明は決してこれに限定して解釈され
るべきではないことは言うまでもない。

たとえば、カフ１の圧力とコロトコフ音信号
SKのピーク値との関係を示す図表４７は棒グラ
フ状のみならず折れ線グラフ状等の形態で表現さ
れたものでも差支えないし、該図表４７の圧力値
軸４５に付される印４８は三角形状のみならず、
矢印や両端で２つの測定点を示す棒状の記号等の
他の印（マーク）であつても良い。

また、第４図に示すように、カフ１の圧力は略
直線的に降下し、その圧力値と時間とは密接に対
応し、時間が圧値を略示すことができるので、図
表４７における圧力軸４５は時間軸であつても良
いのである。この時間軸は実質的に圧力軸４５と
して機能する。

出力装置はCPU１２に従つて図表４７を作表
し得るもので足りるから、ドツトプリンタ３６の
みならずドツトマリツクス表示し得る点灯ランプ
の集合体やCRT等の電子管であつても差支えな
いのである。

前述の最高血圧値および最低血圧値の数字表示
は図表４７内またはこれに近接して同時にプリン
ト出力されてもよいし、あるいは従来と同様に
LED等によつて独立に数字表示してもよい。

前述の実施例における圧力設定回路１０および
ピークホールド回路２５は、これらの前段にＡ／
Ｄ変換器が備えられればデジタル回路化され得、
更にこれらの回路はCPU１２、オア回路２７、
アンド回路２８、メモリ１４および３１とともに
マイクロコンピユータに包含され得るものであ
る。

また、前述の実施例においては、カフの圧力降
下時において血圧測定が為されるが、反対にカフ
の圧力が徐々に上昇させる途中においても血圧測
定が為され得るのであり、この場合には、被測定
者の腕の圧迫時間が短縮され得る利点がある。

更に、カフ１の圧力を表す圧力信号SPにも圧
迫された血管からの脈波（心拍に同期したカフ１
の圧力振動）成分が、第４図の破線に示すように
含まれているので、該脈波の強さを表すピーク値
または実効値の一拍毎の変化のトレンドを利用す
る所謂オシロメトリツク（カフ圧力振動）法によ
つて血圧測定が為され得、このときの脈波の分布
に血圧測定点を示すマークを印せば前述の実施例
と同様の効果が得られる。この場合、コロトコフ
音の有無ではなく脈波分布においてその大きさの
急激に変化した場所を検出することにより血圧値
が検出されるので、脈拍音検出器１３、脈拍フイ
ルタ１６、シストフイルタ１７およびダイアスト
フイルタ１８等が不要となる利点がある。

発明の効果 以上詳記したように、本発明は、自動血圧測定
装置において、血管脈波の強さ（あるいはピーク
値）のトレンド（分布）を血圧測定点を示すマー
クとともに表す図表を表示出力するようにしたも
のであるため、脈波分布の形状とマークとの対比
により回路上除去し難いアーチフアクト等のノイ
ズによる血圧測定値の適否が容易に判断され得、
特に術後の患者の血圧状態の監視や経時的な血圧
変動の測定において信頼性の高い測定値が得られ
るという優れた効果を生ずるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なコロトコフ音の発生状態の性
質を示す図表である。第２図は本発明の一実施例
の構成を示すブロツク線図である。第３図は第２
図の実施例に使用されるフイルタの特性図であ
る。第４図は第２図の実施例の作動説明図であ
る。第５図および第６図は第２図の実施例のプリ
ンタによつて出力された図表であり、第５図は正
常の場合、第６図はアーチフアクト等のノイズが
混入して血圧値が誤つて測定された場合を示す。 １：カフ、５：圧力検出器、１２：演算制御回
路（CPU）、１３：脈拍音検出器、１４：メモ
リ、２５：ピークホールド回路、３６：出力装置
（ドツトプリンタ）、４５：圧力値軸、４６：脈波
値軸、４７：（二次元）図表、４８：印（マー
ク）、SP：圧力信号、SA：脈波信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内圧が変化させられるカフの圧力を検出し該
   圧力を表す圧力信号を出力する圧力検出器と、該
   カフに圧迫された血管の脈波を検出し該脈波を表
   す脈波信号を出力する脈波検出器とを含み、前記
   圧力信号と前記脈波信号とに基づいて最高血圧値
   及び最低血圧値を測定する血圧測定装置におい
   て、 前記脈波信号の波形のピーク値を保持するピー
   クホールド手段と、 前記脈波信号の発生に同期して前記ピーク値及
   びその時の前記圧力信号が表すカフの圧力値を記
   憶するメモリと、 前記カフの圧力を変量とする第１軸と前記脈波
   のピーク値を表す第２軸とからなる二次元図表を
   表示する出力装置と、 前記メモリに記憶されたピーク値及びカフの圧
   力値に基づいて、該カフの圧力変化に対するピー
   ク値の分布を前記二次元図表に描いて表示すると
   ともに、前記最高血圧値及び前記最低血圧値が測
   定されたときのそれぞれのカフの圧力値を表す所
   定のマークを前記第１軸近傍に表示するように制
   御する演算制御手段と を含むことを特徴とする血圧測定装置。