JPH02261421A

JPH02261421A - 血圧モニタ装置

Info

Publication number: JPH02261421A
Application number: JP1084230A
Authority: JP
Inventors: Minoru Niwa; 実丹羽
Original assignee: KOORIN DENSHI KK; Colin Electronics Co Ltd
Current assignee: KOORIN DENSHI KK; Colin Electronics Co Ltd
Priority date: 1989-04-03
Filing date: 1989-04-03
Publication date: 1990-10-24
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JP2798698B2

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、血圧モニタ装置に関し、特に、高い精度にて
血圧値を決定する技術に関するものである。

従来の技術生体の動脈直上に位置させられた圧力検出素子を所定の
圧力にて該生体の皮膚に押圧することによりその動脈か
ら発生する圧脈波を検出し、その圧脈波の大きさから生
体の血圧値を決定する形式の血圧測定装置が知られてい
る。たとえば、特開昭６３−２９３４２４号公報に記載
された連続血圧測定装置がそれである。上記の血圧測定
装置では、可撓性血管壁の一部を平坦となるように押し
込むと、その平坦な部分には血管壁の弾性力や張力が壁
に垂直な方向へ作用しないので、その平坦部分の外側の
圧力と内側の圧力とが等しくなるという原理に基づき、
その平坦部分の中央位置に対応する圧力検出素子からの
出力信号の大きさに基づいて血圧値を決定するように構
成されている。

しかし、実際の血圧測定に際しては、皮膚の上から圧力
検出素子を血管に向かって押圧するため、圧力検出素子
と血管壁との間に介在する皮膚および皮下組織により血
管内の圧力と圧力検出素子により検出される圧力との間
にずれが生じることが多い。

発明が解決すべき課題これに対し、血圧測定に先立ってカフを用いて血圧値を
予め測定すると同時に実際の圧脈波を圧力検出素子によ
り求めた後、それらの血圧値と実際の圧脈波の大きさと
の関係を求め、次いでその関係から実際の圧脈波に基づ
いて血圧値を決定する形式の血圧測定装置が考えられる
。しかし、このような場合には、カフを用いることが必
要となるため、装置が大きくかつ取扱が複雑となる一方
、カフを用いた血圧測定法の誤差をそのまま受は継ぐた
め、その測定法の精度を超える高い精度により血圧測定
を行うことができないという不都合が生じる。

本発明者は、以上の事情を背景とし、カフを用いないで
血圧決定のための関係を決定できる血圧測定装置を提供
することを目的として種々検討を重ねた結果、圧力検出
素子と血管壁との間に介在する被測定者の皮膚および皮
下組織に起因する血管内の圧力と圧力検出素子により検
出される圧力との間のずれは、上記被測定者の皮膚およ
び皮下組織の弾性的性質に主として影響される事実を見
出した。本発明は、その知見に基づいて為されたもので
ある。

課題を解決するための手段すなわち、本発明の要旨とするところは、生体の動脈直
上に位置させられた圧力センサを所定の圧力にてその生
体の皮膚に押圧することにより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実際の圧脈波の大き
さに基づいて生体の血圧値を決定する形式の血圧モニタ
装置であって、（ａ）前記圧力センサの押圧面において
前記動脈から所定距離離隔した位置が前記皮膚からの面
圧を検出する面圧検出手段と、（ｂ）その面圧検出手段
により検出された面圧に基づいて前記関係を補正する関
係補正手段とを含むことにある。

作用および発明の効果このようにすれば、被測定者の皮膚および皮下組織の弾
性力に対応して生じる面圧が面圧検出手段により検出さ
れ、関係補正手段においてその面圧に基づいて前記関係
が補正されるので、血圧決定のための関係が正確に得ら
れる。すなわち、補正後の関係から実際の圧脈波に基づ
いて血圧値を決定することにより、カフを用いることな
く血管内の圧力に正確に対応した血圧値を高精度に測定
できる。したがって、カフを用いることなく血圧が決定
されるので、装置の構造および取扱が簡単となる一方、
カフを用いた血圧測定法の精度を超える高い精度により
血圧測定を行うことができるのである。

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、本実施例の血圧モニタ装置の構成を示すブロ
ック線図である。図において、電動ポンプ１０は配管１
２を介して押圧力制御弁１４および位置制御弁１６へ接
続されている。脈波検出装置１８には、その押圧力を制
御するための制御圧が上記押圧力制御弁１４から供給さ
れ、また、その押圧位置を制御するための制御圧が上記
位置制御弁１６から供給されるようになっている。上記
押圧力制御弁１４と脈波検出装置１８との間の管路には
、脈波検出装置１８の押圧力を制御するための制御圧を
検出するための圧力センサ２０が設けられており、この
圧力センサ２０から出力される圧力信号ＳＰがＡ／Ｄ変
換器２２を介してＣＰＵ２４へ供給される。また、脈波
検出装置１８から出力される圧脈波信号ＳＭがＡ／Ｄ変
換器２４を介してＣＰＵ２６へ供給される。

ＣＰＵ２６は、データバスラインを介して連結されたＲ
ＡＭ２Ｂ、ＲＯＭ３０．　出力インタフェース３２とと
もに本実施例の制御装置として機能するマイクロコンピ
ュータを構成している。ＣＰｔＪ２６は、ＲＯＭ３０に
予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ２８の記憶機
能を利用しつつ信号処理を実行し、図示しない駆動回路
をそれぞれ介して電動ポンプ１０を制御する一方、押圧
力制御弁１４および位置制御弁１６を制御して、脈波検
出装置１８の押圧位置および押圧力を適切に制御すると
ともに、脈波検出装置１８から得られた脈波信号ＳＭに
基づいて最高血圧値および最低血圧値を逐次決定し、そ
れらの血圧値を血圧表示器３４に連続的に表示させる。

上記脈波検出装置１８は、たとえば第２図および第３図
に示すように、生体の手首３６に到着されるように構成
されている。すなわち、脈波検出装置１８は有底円筒形
状を成すハウジング３８を備えており、そのハウジング
３８の開口端が手首３６の体表面、すなわち皮膚４０に
対向する状態でバンド４２により手首３６に着脱可能に
取り付けられるようになっている。ハウジング３８の内
部には、ダイヤフラム４４を介して脈波センサ４６が相
対移動可能に且つハウジング３日の開口端からの突出し
可能に設けられており、これらハウジング３８とダイヤ
フラム４４とによって圧力室４８が形成されている。こ
の圧力室４８内には、前記電動ポンプ１０から押圧力制
御弁１４を経て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４６は圧力室４８内の圧力Ｐ
に応じた押圧力で皮膚４０に押圧される。圧力センサ２
０は上記圧力室４８内の圧力Ｐを検出してその圧力Ｐを
表す圧力信号ＳＰをＡ／Ｄ変換器２２を介してＣＰＵ２
４へ出力する。

ハウジング３日の開口端近傍の内壁であって且つバンド
４２の再取付部にそれぞれ対応する位置には、円弧状を
成す一対のゴム袋５０．５２が脈波センサ４６との間に
おいてそれぞれ挾まれた状態で固着されており、これら
ゴム袋５０．５２内には、前記電動ポンプ１０から位置
制御弁１６を経て圧力流体が供給されるようになってい
る。この位置制御弁Ｉ６は、ゴム袋５０および５２の内
径方向への推力差を制御することによって脈波センサ４
６が撓骨動脈５４と略直交する方向において位置決めさ
れるようになっている。

脈波センサ４６は、単結晶シリコン等の半導体チップ５
６の押圧面５８に半導体歪ゲージ、感圧ダイオード等の
複数の感圧素子６０がたとえば互違いに２列で配列され
て成るものであって、それら感圧素子６０の配列方向が
撓骨動脈５４と略直交するように手首３６の皮膚４０に
押圧されることにより、撓骨動脈５４から脈拍に同期し
て体表面に伝達される圧力振動波すなわち圧脈波を各感
圧素子６０においてそれぞれ検出し、その圧脈波を表す
脈波信号ＳＭをＡ／Ｄ変換器２４を介してＣＰＵ２６へ
出力する。そして、上記感圧素子６０の配列範囲Ｒ２す
なわち配列方向において両端に位置する感圧素子６０間
の間隔は、撓骨動脈５４の押圧時の最大外径よりも大き
くなるように設定されている。

次に、以上のように構成された血圧モニタ装置の作動を
第４図のフローチャートに従って説明する。

まず、脈波検出装置３３を手首３２にそれぞれ装着した
後、図示しない電源スィッチが投入されると、図示しな
いステップにおいて、初期処理が実行されてタイマカウ
ンタおよびフラグ等がクリアされるとともに、図示しな
い手動起動スイッチがＯＮ操作されたか否かが判断され
る。この判断が肯定されると、第４図のルーチンが実行
される。

先ず、ステップＳ１においては脈波センサ４６の位置決
めをするだめの位置制御ルーリンが実行される。すなわ
ち、ポンプ１０が駆動されるとともに押圧力制御弁１４
により圧力室４８内の比較的緩やかな昇圧が開始されて
脈波センサ４２による皮膚面４０に対する押圧が開始さ
れると、圧力室４８内の圧力Ｐが予め定められた圧力Ｐ
ａ（たとえば２５０＋ｎｍ＋Ｈｇ程度の圧力）に到達す
るまでの間、この徐速昇圧過程において１脈波に対応す
る脈波信号ＳＭが圧力室４４内の圧力Ｐを表す圧力信号
ＳＰと共に逐次読み込まれる。次に、このようにして読
み込まれた各脈波の最高値Ｍｌ１１！Ｘ　＜　ｍ　ｖ　
）および最低値Ｍカ、。（ｍＶ）がそれぞれ求められる
とともに、それら最高値Ｍ１〜および最低（１！Ｍ７□
７の差をそれぞれ算出することにより各脈波の振幅Ａが
それぞれ求められる。そして、各感圧素子６０毎の振幅
への最大値がそれぞれ決定されて、それら振幅Ａの最大
値のうちの最大の振幅Ａ”の脈波を出力した感圧素子６
０が最適感圧素子６０ａとして決定される。次いで、こ
のようにして決定された最適感圧素子６０ａが感圧素子
６０の配列範囲Ｒの略中央に位置するものであるか否か
が判断される。この判断が否定された場合には、押圧力
制御弁１４により脈波センサ４６の押圧が解除された後
、位置制御弁１６により脈波センサ４２が所定距離移動
させられて撓骨動脈５４が前記配列範囲Ｒの略中央に位
置させられる。

このようにして、最適感圧素子６０ａが感圧素子６０の
配列範囲Ｒの略中央に位置させられると、ステップＳ２
の押圧力制御ルーチンが実行されることにより、脈波セ
ンサ４６の最適押圧力が決定されるとともにその押圧力
が維持される。すなわち、前記ステップＳｌにおいて算
出され且つ記憶されているデータから、最適感圧素子６
０ａからの出力が最大の振幅Ａ“となる状態の圧力室４
８内の圧力Ｐ′が脈波センサ４６の最適押圧力に対応す
る圧力として決定されるとともに、押圧力側：ＩＯ弁１
４により圧力室４８内の圧力Ｐが圧力Ｐ“に連続的に調
圧される。これにより、脈波センサ４６が最適押圧力に
て皮膚４０に押圧されるのである。本実施例においては
、ダイヤフラム４４、押圧力制御弁工４などが脈波セン
サ４６の押圧手段に対応している。

このようにして脈波センサ４６が位置決めされ且つ最適
押圧力にて押圧されると、ステ、ブＳ３の血圧値決定ル
ーチンが実行される。すなわち、第５図に示すように、
先ず、ステップ３３１にて面圧（ａ　Ｐ　＊が決定され
る。この面圧値Ｐ、は、被測定者の皮膚および皮下組織
の弾性的性質に対応する圧力であり、脈波センサ４６の
押圧面５８において最適感圧素子６０ａから所定距離離
隔した位置において、すなわち撓骨動脈５４の真上に位
置せずしかも骨や鍵を直接に押していない場所に位置し
ている感圧素子６０により検出される９具体的には、振
幅（ｐ−ｐ）が小さく且つ下ピーク値（ＤＩＡＳＴＯＬ
ＩＣに対応する絶対値）も小さい脈波信号ＳＭを出力す
る感圧素子６０が決定され、この感圧素子６０からの出
力信号の下ピーク値或いは平均値が上記面圧値Ｐｓとし
て採用される。本実施例では、上記ステップＳＳＩが面
圧検出手段に対応する。

次いで、ステップＳＳ２において、血圧Ｐ０を決定する
ために予め記憶された次式（１）に示す関係式が、その
式の右辺第２項の補正項が算出されることにより、上記
関係式が補正される。（１）式の右辺第２項ｇ　（Ｐｉ
　）は、前記面圧値Ｐ５の函数であり、この函数ｇ　（
Ｐｓ　）は、予め実験的に求められたものであってたと
えば第６図に示す曲線により表されるものであり、デー
タマツプの形態でＲＯＭ３０に予め記憶されている。な
お、（１）式において、Ｐ、は前記最適感圧素子６０ａ
により検出された実際の圧脈波の値である。また、本実
施例では、上記ステップＳＳ２が関係補正手段に対応す
る。

ｐｏ　＝　Ｐ、、＋　ｇ　　（ｐｓ　　）　　・　・　
・（１）上記のように、（１）弐の右辺第２項の補正項
が算出されることにより、（１）式の関係式が補正され
ると、ステップＳＳ３において、補正後の関係から前記
最適感圧素子６０ａから出力される脈波信号ＳＭに基づ
いて最高血圧値および最低血圧値が決定される。すなわ
ち、心拍に同期して脈動するその脈波信号のＳＭＯ上ピ
ーク値Ｐｒｈおよび下ピーク値ＰｒＬが決定され、上ピ
ーク値Ｐｒｈを（１）式に代入することにより算出され
た値Ｐ。６を最高血圧値と決定し、下ピーク値ＰｒＬを
（１）式に代入することにより算出された値Ｐ。Ｌを最
低血圧値と決定するのである。

上記のようにして最高血圧値Ｐ。８および最低血圧値Ｐ
　ｏｔが決定されると、第４図のステップＳ４において
異常値であるか否かが判断される。このステップＳ４に
おける異常判断は、血圧値の絶対値が予め記憶された判
断規準値を超えたこと、前回の血圧値との差が予め記憶
された判ＵＴ規準値を超えたことなどに基づいて行われ
る。ステップＳ４において異常値であると判断されると
、脈波センサ４６の押圧状態を適切にするために前記ス
テップ５１以下が再び実行されるが、異常値でないと判
断されると、ステップＳ５において上記最高血圧値Ｐｏ
ｈおよび最低血圧値ＰＯＬが表示器３４に表示された後
、再びステップ３３以下が実行されて、連続的に血圧値
がモニタされる。

上述のように、本実施例の血圧モニタ装置によれば、被
測定者の皮膚および皮下組織の弾性力に対応して生じる
面圧値Ｐ５が、撓骨動脈５４の真上に位置せず、しかも
骨や鍵を直接に押していない場所に位置する感圧素子６
０、換言すれば、振幅（ｐ−ｐ）が小さく且つ下ピーク
値（ＤＪＡＳＴＯＬＩＣに対応する値）も小さい脈波信
号ＳＭを出力する感圧素子６０により検出され、その面
圧値Ｐ８に基づいて（１１弐の関係が補正されるので、
血圧決定のための関係が正確に得られる。これにより、
カフを用いることなく血管５４内の圧力に正確に対応し
た血圧値を高精度に測定できる。このように、カフを用
いることなく血圧が決定されるので、血圧モニタ装置の
構造および取扱が簡単となる一方、カフを用いた血圧測
定法の精度を超える高い精度によｌり血圧測定を行うこ
とができ得るのである。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、
本発明はその他のＢ様においても適用される。

たとえば、前述の実施例において、脈波センサ４Ｇの押
圧面５８において撓骨動脈５４の真上に位置せずしかも
骨や刀建を直接に押していない場所に位置している感圧
素子６０により面圧値Ｐ５が検出されていたが、半導体
チップ５６と別体に設けられた感圧素子により検出され
てもよい。

また、前述の実施例では、複数個の感圧素子６０が半導
体チップ５６の押圧面に二列に設けられていたが、−列
であってもよいし、三列以上であっても差支えない。

また、前述の実施例の関係を示す（１）式は、最適感圧
素子６０ａにより検出された実際の圧脈波の値Ｐ、に関
して一次式の関係であったが、多次式％式％また、前述の実施例では、撓骨動脈５４を押圧するよう
に装着された脈波検出装置１８により血圧値が求められ
ていたが、足背動脈などの他の部位に装着された脈波検
出装置により血圧値が決定されてもよい。

また、前述の（１）式の右辺第２項の函数ｇ　（Ｐ、　
）は、線型の函数など、他の函数であってもよい。

なお、上述したのはあくまでも本発明のご実施例であり
、本発明はその目的を逸脱しない範囲において当業者の
知識により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、本発明の一実施例の構成を示すブロック線図
である。第２図および第３図は、第１図の脈波検出装置
の構成をそれぞれ説明する図であって、第２図は一部を
切り欠いた側面図、第３図は下面図である。第４図は第
１図の実施例の作動を説明するフローチャートであり、
第５図は、第４図の血圧値決定ルーリンのステップを詳
しく示す図である。第６図は、第５図８おいて用いられ
る関係の補正項の函数式の例を示す図である。５４：撓骨動脈（動脈）５８：押圧面ＳＳＩ：面圧検出手段ＳＳ２：関係補正手段出願人　　コーリン電子株弐会社４６；脈波センサ（圧力センサ）第４図第５図１ｓ６囚而Ｈ島

Claims

【特許請求の範囲】生体の動脈直上に位置させられた圧力センサを所定の圧
力にて該生体の皮膚に押圧すること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実際の
圧脈波の大きさに基づいて該生体の血圧値を決定する形
式の血圧モニタ装置であって、前記圧力センサの押圧面において前記動脈から所定距離
離隔した位置が前記皮膚から受ける面圧を検出する面圧
検出手段と、該面圧検出手段により検出された前記面圧に基づいて前
記関係を補正する関係補正手段と、を含むことを特徴と
する血圧モニタ装置。