JPH029807B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本願は、血圧自動計測装置に関し、更に詳しく
は、コロトコフ音波形を設定サンプリング時間で
連続採取し、その波形分析により最高、最低血圧
値を検出する血圧計測装置に関する発明である。

一般に行われている聴診法による血圧測定は、
上腕部にカフを巻き、150乃至200mmHgまでカフ
圧を上昇させた後、徐々に圧力を減じながら、肘
の動脈上に聴診器を置いて聴診し、カフ圧が最高
血圧値に一致すると、コロトコフ音（カフ下の動
脈を通過する血流が抹消側の静止した動脈血と衝
突し、血管壁を振動させる音）が発現し、カフ内
圧が最低血圧値に一致するとコロトコフ音が消滅
することによつて、最高血圧と、最低血圧を測定
する。

しかしながら、この聴診法による測定は、最
高、最低血圧値の判定基準となるコロトコフ音の
確認判定が難しく、測定者の技術あるいは主観に
依存する部分が多く、問題のあるところであつ
た。しかもこの測定はその場限りのものであり、
後に再現することのできないものであるから、コ
ロトコフ音発生の前後の状況を細かく分析するこ
とはできなかつた。

本発明は、こうした事情に鑑み、コロトコフ音
及び圧脈波（光電脈波など光で脈波を測定した
り、超音波、インピーダンスなど脈波を測定する
方法はいろいろ有るが本発明の実施例において
は、主に圧信号を感知する圧電素子によるマイク
ロホンで測定をしているため圧脈波と称してい
る）を逐次記録できるようにするとともに、両者
の位相に着目して最高血圧、最低血圧を求めるこ
とのできる装置を提供し、前述の欠陥の一掃を図
つたものである。

以下本願に係る計測装置につき詳説する。

まずその構成は、カフと、該カフの加圧、減圧
を制御しかつ該カフの圧力を電気信号に変換する
制御部と、該カフに設け、心拍音とコロトコフ音
とを検出するセンサ部（心拍音とコロトコフ音と
は別個のセンサにより採取することも可能であ
る）と、該制御部の信号出力と該センサ部出力を
記録し、再生する信号処理部とから成る。

而して本発明の適好なる実施例においては、前
記信号処理部は、データの採取とそのダンプと
を、それぞれ別個のマイクロセツサーで処理する
ことを特徴とする。

更に具体的には、この信号処理部は、前記セン
サ部から出力されたコロトコフ音波の重じようし
た圧脈波と、前記制御部の信号出力とを設定サン
プリングパルスでサンプリングして標本値列を得
る手段と、該標本値列のうちセンサ部に依存する
ものを、各々が前記サンプリングパルスよりも長
い時間間隔を持つユニツト列に分ける手段と、該
ユニツトの各々からピーク値を抽出して模擬スロ
ープを形成する手段と、該スロープの勾配の正の
側及び負の側のそれぞれにおいて、圧脈波とコロ
トコフ音波との間の位相を検出する手段と、該ス
ロープの勾配が正の場合に該位相が有限値を持つ
に至つた時のカフ圧を記録し、該スロープが負の
場合に該位相が略ゼロとなるに至つた時のカフ圧
を記録する手段とから成ることを特徴とする。

なおこの血圧計測装置は、圧脈波の周期を、例
えばその期間中のサンプリングパルスの個数をカ
ウントする等して計測し、これに基づき心拍数を
算出する手段をも有す。

次に図示実施例に従い本願発明を更に詳細に説
明する。

第１図は本発明に係る計測装置全体を示す構成
図である。図において、カフに設けたセンサ１の
出力（圧脈波とコロトコフ音波の重じようした信
号）と、制御部２の出力（カフ圧即ち血圧を表す
信号）とは、主信号処理部４でサンプリングされ
て、所定のメモリに記憶される。この主処理部
は、また、コンプレサ３を制御するとともに血圧
値の圧力推移を分解してスケーラ値を出力する。

主信号処理部で採取されたデータは副信号処理
部５に転送され、例えばパソコン７、Ｘ−Ｙプロ
ツタ８、MT（ミユージツクテープ）等にダンプ
する。なお６は副信号処理部５をバツクアツプす
るバツテリーである。

主信号処理部４の詳細は第２図の構成図で示さ
れる。即ち、センサから出力された圧脈波及びコ
ロトコフ音波の重じよう信号と、制御装置で変換
されたカフ圧つまり血圧を表す電気信号とは、ア
ナログセンサアンプ２０増幅され、Ａ／Ｄ変換器
１８を経由してマイクロプロセツサに取り込まれ
る。このとき入力波形は、そのピーク値が所定の
範囲内にあるように、ゲインコントロール１９に
より制御される。

カフに供給する空気圧の加圧、減圧は、モータ
コントロール２１により、コンプレツサのステツ
ピングモータに連結されたバルブの開閉を制御す
ることにより行う。

圧力スケーラに対しては、血圧値の圧力効果推
移を、例えば１、２、10、50mmHg毎に分解し、
スケーラインターフエイス２２を介してスケーラ
値を出力する。

なお１０は８ビツトのCPU、１１はRAM、１
２はシステムRAM、１３はROMである。１４
はLCD（液晶デイスプレイ）で、加圧時は圧力の
上昇推移をモニタ表示し、減圧時はコロトコフ音
の有無に応じて点滅をする。１５はLCDドライ
バ、１６はパネルスイツチである。１７は計測タ
イマで、例えばサンプリング時間を２ｍＳ、計測
時間を10分に設定する（なお１回の測定は、例え
ば30秒で行う）。２３は出力インターフエイスで、
副信号処理部へデータをパラレルに転送する。

副信号処理部５の詳細は第３図の構成図で示さ
れる。即ち、主信号処理部４から転送されたデー
タは、入力インターフエイス３２を介し、８ビツ
トのCPU２４に取り込まれる。

他に２５はRAM、２６はシステムRAM、２
７はROM、２８はLCD（液晶デイスプレイ）、２
９はROM、３０はパネルスイツチ、３１は計測
タイマ、３３はＸ−Ｙプロツタ制御用のインター
フエイス、３４はシリアル出力用のインターフエ
イスで、例えば他のパソコン等に接続する。

次に、設定サンプリング時間（例えば２ｍＳ）
において採取したメモリデータから最高血圧、最
低血圧を検知する認識処理について説明する。

採取したデータ列を、前記サンプリング時間よ
り長い時間間隔（例えば60ｍＳ）のユニツトで分
割し、そのピーク値の表を作成する。次いで圧脈
波Ｗとコロトコフ音の重じようしたパルス状の波
形の全ての波形中の最大ピーク値を参考にアナロ
グラウンドからの境界レベルを設け、その境界範
囲内の成分は無視する。

例えば最大血圧値付近の波形を第４図に示す
と、このときのPmaxがピーク値、境界レベルが
TH、アナロググラウンドがAGであり、境界レ
ベル以下の斜線部分は無視する。そして１波形づ
つ分解された各々の波形に着目し、その１波形中
のピーク値をコロトコフ音の頂点とみなして１回
の測定におけるコロトコフ音の上昇及び下降状態
を想定する。即ち、１回の測定の最大ピーク値を
頂点に対象的に＋／−スロープのラインＬを形成
し、このラインの前後から外れるものは認識波形
の分析の対象から切り離す（第５図参照）。第５
図では、１回の測定における波形検出はｎ個ある
が、実際の有効分析範囲Ｒは５〜ｎ−４個である
ことを示す。

１波形中の波形成分には、圧脈波及びコロトコ
フ音が＋／−90゜の位相で含まれている。そこで
この位相を検出し目的とする血圧値を割り出す。

まず前記模擬スロープが正の場合に着目する。
測定開始時（最高出力）からみれば圧脈波の発生
が先行し（位相差Ｐ＝∞）、コロトコフ音が遅れ
て現れる（Ｐ＜∞）。この時期をとらえ、その時
の血圧値を読んでこれを最高血圧とする（第６図
参照）。

次に模擬スロープが負の場合に着目する。位相
差Ｐ＞90゜の時期から以降の位相関係はPa＞Pb＞
Pc＞……＞Pn−１＞Pn（添字は波形成分の時間
的順位を示す、Ｐは正負符号を含む）となる。こ
の位相推移から位相差が略零となる時期をとら
え、その時の血圧値を読み、これを最低血圧とす
る（第７図参照）。

なお上記において、位相差の検出は例えば次の
ような手順によればよい。まず所定の期間内にピ
ーク値が２つあること、次いでそのピーク値（ま
たはその間隔）があい続く期間について順次大き
くなるか小さくなるかすれば、それぞれのピーク
値がプロトコフ音と圧脈波のそれであることを認
識出来る。なおこの手順は多くの場合ソフト化さ
れる。

以上の認識処理手順をフローチヤートで示す
と、第８図の如くなる。ここで、ステツプS6の
Ｒ−Ｒ値とは圧脈波のうちＲ波とＲ波の時間間隔
（周期）をいう。なお心拍数Ｔは、Ｒ−Ｒ値の平
均Trを求め（ステツプS14）、60／Trを算出する
ことにより得られる（ステツプS15）。

ところで上記はＸ−Ｙプロツタに依り波形を再
生する場合を例に説明したが、この他、例えば、
第９図の構成図で示す如く、CMT（ミユージツク
テープ）８をデータの記録、再生用に用いること
もできる。この場合、副信号処理部５′は、第１
０図の如く、CMT記録／再生用インターフエイ
ス３５を設ける。

本願に係る計測装置の構成は上述の如くである
が、その構成から次の様な特有の効果を奏する。

即ち、本願装置は、単に血圧値だけでなく、そ
の測定の根拠ともなつたコロトコフ音及び圧脈波
信号の波形を記録し、これをレコーダ等で再現で
きるから、測定後に波形の解析及び認識された最
高／最低血圧値の再認識が可能となる。従つて、
測定精度の向上は勿論、記録されたデータを比較
検討することが出来るわけで、本発明のもたらす
効用は著しい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の適好なる実施例を示すもので、
第１図は第１の実施例に係る装置の全体を示す構
成図、第２図は同実施例の主信号処理部の構成
図、第３図は同実施例の副信号処理部の構成図、
第４図は本発明の波形認識手段の原理を説明する
第１の説明図、第５図は同じく第２の説明図、第
５図は同じく第３の説明図、第６図は同じく第４
の説明図、第７図は同じく第５の説明図、第８図
は上記波形認識手段の処理手順を示すフローチヤ
ート、第９図は本発明の第２の実施例に係る装置
の全体を示す構成図、第１０図は同実施例の副信
号処理部の構成図である。 〔主要部分の符号の説明〕、１……センサ部、
２……制御部、４，５……信号処理部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カフと、該カフの加圧、減圧を制御しかつ該
   カフの圧力を電気信号に変換する制御部２と、該
   カフに設け、圧脈波とコロトコフ音波とを検出す
   るセンサ部１と、該制御部の信号出力及び該セン
   サ部の出力を記録し、再生する信号処理部４，５
   とから成る血圧計測装置であつて、前記信号処理
   部は、前記センサ部からのコロトコフ音波の重じ
   ようした圧脈波と前記制御部からの信号出力とを
   それぞれ設定サンプリングパルスでサンプリング
   して標本値列を得る手段と、該標本値列のうちセ
   ンサ部に依存するものを、各々が前記サンプリン
   グパルスよりも長い時間間隔を持つユニツト列に
   分ける手段と、該ユニツトの各々からピーク値を
   抽出する手段と、該ピーク値を時間軸に基いて配
   設したときそのピーク値が形成するスロープの勾
   配の正の側及び負の側のそれぞれにおいて、所定
   の時間内に存在する二つの波形成分の位相差を検
   出する手段と、前記制御部２からの信号出力に基
   いて前記カフの圧力を計測する手段とを有するこ
   とを特徴とする血圧計測装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記信号処理部は、データの採取とそのダン
   プとを、それぞれ別個のマイクロプロセツサで処
   理することを特徴とする、血圧計測装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記カフ圧を計測する手段は、前記スロープ
   の勾配が正の場合に前記位相差が有限値を持つに
   至つた時のカフ圧を計測し、該スロープが負の場
   合に該位相差が略ゼロに至つた時のカフ圧を計測
   する手段を有することを特徴とする、血圧計測装
   置。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   に記載の装置において、圧脈波の周期を該期間中
   の前記サンプリングパルスをカウントして求め該
   周期に基づいて心拍数を計測する手段を、更に有
   することを特徴とする、血圧計測装置。