JPH031837A

JPH031837A - 電子血圧計

Info

Publication number: JPH031837A
Application number: JP1136826A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Fujisaki; 章好藤崎
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1991-01-08

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、ファジィ推論技術を用いてカフ内圧力の減
圧制御を実行することで、カフの加圧時間を短縮する電
子血圧計に関する。

（ロ）従来の技術一般に、電子血圧計により血圧を測定する場合は、動脈
を距血するため、カフを加圧設定値まで加圧した後、減
圧過程に移行し最高面圧と最低血圧を決定するものであ
る。このカフの減圧には、大別して２種類の方式がある
。１つは、カフを最高血圧以上の加圧設定値まで加圧し
た後、予め設定された減圧過程に移行する。この減圧は
、測定中、一定の微速排気（例えば３　ｍｍｔ（ｇ／５
ｅａ）を継続するもので、一定の微速排気を継続する間
に検出したに音（コロトコフ音）発生時点のカフ圧を、
最高血圧値（ＳＹＳ）と決定し、Ｋ音消失時点のカフ圧
を最低血圧値（ＤＴＡ）と決定する。所謂、画一的（一
定）微速排気方式である。

他の方式は、カフを加圧設定値まで加圧し、微速排気段
階で最高血圧値を決定した後、最低血圧値を予測し、微
速排気が不要な期間、つまり最高血圧値と最低血圧値と
の間のカフ圧を、急速排気弁の開放によって急速減圧し
、予測最低血圧値の手前で再び微速排気に切り換えて、
最低血圧値（Ｋ音消失）を検出する。所謂、最低血圧値
予測方式である。

（ハ）発明が解決しようとする課題従来のカフの減圧方式のうち、前者（一定微速排気方式
）では、圧力値の如何にかかわらずカフの排気減圧特性
が、比較的緩やかな一定速度になるように設定した方式
である。従って、カフ加圧時間が長く、例えば最高血圧
の高い被測定者に長時間加圧による苦痛を与え、欝血を
生じさせる虞れがある。

一方、後者（最低血圧予測減圧方式）では、微速排気が
不要な期間（最高血圧と最低血圧との間）のカフ圧を急
速排気する。従って、測定時間を短縮でき前者の欝血等
の不利が解消される反面、微妙な最低血圧値の予測ミス
が発生し易く、Ｋ音消失時点を越えて急速排気する事態
の生じる場合があり、最低血圧値を検出し得ない等の不
利があった。

この発明は、カフ加圧時間を短縮でき、且つ正確な血圧
測定を実行し得る電子血圧計を提供することを目的とす
る。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この目的を達
成させるために、この発明の電子血圧計では、次のよう
な構成としている。

電子血圧計は、動脈を圧迫するためのカフと、このカフ
を加圧する加圧手段と、前記カフ内圧力を減圧する減圧
手段と、前記カフ内流体圧を検出する圧力検出手段と、
上記カフ圧の変化過程での血管情報を検出する血管情報
検出手段と、前記カフ圧及び血管情報とにより血圧値を
決定する血圧決定手段とからなる電子血圧計であって、
前記圧力検出手段により得られたカフ圧と、上記血管情
報検出手段により得られた脈波振幅の変化量を入力とし
てファジィ推論を実行するファジィ推論手段を備え、こ
のファジィ推論手段の推論結果に応じ、前記カフ内流体
圧の減圧速度を制御するようにしたことを特徴としてい
る。

このような構成を有する電子血圧計では、カフが加圧設
定値（動脈阻血値）まで加圧され、カフ減圧段階（測定
段階）に移行した時点で、カフ圧データと脈波振幅デー
タとが検出される。

脈波は、周知のとおり、カフ圧を一定微速度で減圧する
際に、血圧が流れ始める時点で生ずる動脈の体積変動で
あり、この変動がカフに伝わり血管情報として検出され
る。そして、この脈波成分より算出される脈波振幅値は
、カフ圧の、減少につれて徐々に大きくなり、最大ピー
ク値をとった後、再び減少傾向を示す曲線（包路線）を
描（。この発明では、最高血圧値（例えばに音発生）検
出以後に、脈波振幅値が暫時増大し最大値を描いた後、
最低血圧値（Ｋ音消失）方向へ向けて暫時減少して行く
脈波振幅特性と、カフ圧とを入力として、カフ圧の減圧
状況を制御する方式である。つまり、この発明の電子血
圧計ではカフ圧データと、脈波振幅の変化量とを入力と
して、ファジィ推論を実行し、この推論結果に応じてカ
フ圧の減圧を制御する。血圧測定中において、微速排気
（ｆＩｉ圧段階）に移行した時点で、圧力検出手段によ
りカフ圧が測定されると共に、脈波振幅値が検出される
。そして、これらのカフ圧と脈波振幅値がファジィ推論
手段に入力される。ファジィ推論手段では、入力された
カフ圧、脈波振幅値をもとに、所定のルールに基づくフ
ァジィ推論を実行し、推論結果としてカフの排気弁の開
閉度を示す信号を出力する。これにより、カフ排気弁の
開度操作量が調整され、カフ圧の減圧速度が制御される
。従って、本来、微速排気が不要な最高血圧と最低血圧
間の動脈圧迫時間が短縮し、しかもに音の発生及び消失
時点が正確に検出され、的確な血圧測定が実行できる。

（ホ）実施例第４図は、この発明に係る電子血圧針の空気系と測定回
路の具体的な一実施例を示すブロック図である。

カフェには、チューブ１１を介して加圧ポンプ（加圧手
段）１２、排気弁（排気手段）１３及び圧力センサ（圧
力検出手段）２が接続されている。

排気弁１３は、急速排気弁と微速排気弁の２種頚の弁よ
り構成されている。また、圧力センサ２には、例えば歪
ゲージを使用したダイヤフラム式圧力変換器、或いは半
導体圧力変換素子等を使用する。前記加圧ポンプ１２と
排気弁１３は、後述するＣＰＵ　（セントラルブロセッ
シングユニット）３によって制御される。圧力センサ２
の出力信号（アナログ量）は、増幅器２１で増幅され、
Ａ／Ｄ変換器２２によりデジタル値に変換される。ＣＰ
Ｕ３は、Ａ／Ｄ変換器２２によりデジタル値に変換され
た圧力センサ２の出力信号を一定周期で取り込む。また
、圧力センサ２の出力信号はバンドパスフィルタ２３に
通され、バンドパスフィルタ２３ではカフ圧信号上に現
れる脈波成分を抽出し、この脈波信号（脈波成分）を増
幅器２４及びＡ／Ｄ変換器２２を介してＣＰＵ３が取り
込む。

一方、Ｋ音検出手段（血管音センサ）４は、検出したに
音（コロトコフ音）を電気信号に変換し、増幅器４１は
このに音信号を増幅してＣＰ　Ｕ　３に出力する。

前記ＣＰＵ３は、プログラム及び測定データを記憶する
メモリを内蔵する他、Ａ／Ｄ変換器２２の切換えにより
カフ圧データ、Ｋ音データを取り込む機能、加圧ポンプ
１２を０Ｎ１０ＦＦする機能、及びカフ圧データとに音
データから血圧を決定す名機能を備えている。更に、Ｃ
ＰＵ３には脈波振幅値を算出する機能、この脈波振幅値
とカフ圧とを入力として、ファジィルールに基づきファ
ジィ推論を実行し、ファジィ推論結果によりカフ圧の減
圧速度を制御する機能を備えている。また、決定された
血圧値はＣＰＵ３の指令により出力され、表示器５に表
示される。

この発明の特徴は、カフ圧と脈波振幅値とを入力として
、ファジィ推論を実行し、このファジィ推論結果により
カフ圧の減圧状況を制御する点にある。

第１図は、上記ＣＰＵ３が備えるファジィ推論手段を示
すブロック図である。

カフ圧が加圧設定値まで加圧され、動脈が阻血された後
、一定の微速排気（例えば３　ｍｎ＋Ｈｇ／５ｅｃ）段
階（測定段階）に移行する。つまり、Ｋ音発生・Ｋ音消
失の検出段階に移行する（第５図参照）。

この間、圧力センサ２により検出されたカフ圧Ｘ＋デー
タは、サンプルホールド回路６１を経てファジィ推論部
６に入力される。また、このカフ圧Ｘ。

と共に検出される脈波振幅値Ｘ２は、サンプルホールド
回路６２を経てファジィ推論部６に入力されている。フ
ァジィ推論部６は、ファジィ推論を実行するための回路
部である。このファジィ推論部６は、カフ圧Ｘ、ミ脈波
振幅値Ｘ２を入力として、ファジィルールメモリ７に記
憶されるルール（規則）にしたがい、ファジィ推論を行
い、推論結果として排気弁１３の開度を調節する信号を
出力する。この出力信号は、アンプ６３を介して排気弁
操作量Ｙ１として排気弁１３に入力される。

このファジィルールメモリ７には、次に示すファジィル
ールが記憶されている。ここで、Ｘｌはカフ圧、Ｘ２は
脈波振幅変化量、そしてＹｌは排気弁操作量である。

＊■ｉｆ　（もし）　Ｘ、　＝ＰＳ　　ａｎｄ　　Ｘ２
　＝ＮＬＴｈｅｎ　（であるなら）Ｙ、＝ＰＳ＊■ｉｆ　　　　　　Ｘ＋　　＝ＺＲａｎｄ　　　Ｘｉ
　　＝ＰＭＴｈｅｎ　　　　　　　　　　　　Ｙ＋　　
＝　Ｐ　Ｍ＊■ｉｆ　　　　　　Ｘ＋　　＝ＺＲａｎｄ
　　　Ｘ２　　＝ＮＭＴｈｅｎ　　　　　　　　　　　
　Ｙ＋　　＝　Ｎ　Ｍ＊■ｉｆ　　　　　　Ｘ＋　　＝
ＮＳ　　ａｎｄ　　　Ｘｚ　　＝ＮＳＴｈｅｎ　　　　
　　　　　　　　Ｙ＋　　＝ＮＳ＊■ｉｆ　　　　　　
Ｘ２＝ＺＲＴｈｅｎ　　　　　　　　　　　　Ｙ＋　　＝　Ｚ　Ｒ
このルールをテーブル化して、第２図に示している。第
２図のテーブルでは、横軸に脈波振幅変化量（Ｘ２）、
縦軸にカフ圧（Ｘ、）を配置し、両者の交叉する欄に、
それぞれ排気弁の開度（排気弁操作量）Ｙｌを表してい
る。

第３図（Ａ）、第３図（Ｂ）、第３図（Ｃ）は、上記ル
ールで使用されるカフ圧Ｘｌ、脈波振幅変化量Ｘ２の入
力、及び排気弁操作量Ｙ１の出力のメンバシップ関数例
を示している。ここで、−船釣にＮＬは「負で非常に小
さいＪ、ＮＭは「負でかなり小さいＪ、ＮＳは「負でや
や小さいｊｌまたＺＲは「標準域」、そしてＰＳは「正
でやや大きい」、ＰＭは［正でかなり大きいＪ、ＰＬは
「正で非常に大きい」を表している。例えば、第３図（
Ａ）のカフ圧Ｘ１の場合、０から２００ｍｍＨｇのカフ
圧範囲を７分類し、中間の１００ｍｍＨｇ近辺を標準の
ＺＲとし、これよりやや大きい範囲をＰＳ、やや小さい
範囲をＮＳ、かなり大きい範囲をＰＭ、かなり小さい範
囲をＮＭ、非常に大きい範囲をＰＬ、非常に小さい範囲
をＮＬと規定している。また、第３図（Ｂ）の脈波振幅
変化量Ｘ２の場合、「−１」から「１」の脈波振幅変化
’ｉｔ　Ｘ　２の範囲を７分類し、中間０、つまり脈波
振幅変化量のない範囲をＺＲ１中間中間りやや大きい範
囲をＰＳ、やや小さい範囲をＮＳ、かなり大きい範囲を
ＰＭ、かなり小さい範囲をＮＭ、非常に大きい範囲をＰ
Ｌ、非常率さい範囲をＮＬと規定している。更に、第３
図（Ｃ）に示す排気弁操作Ｍ　ｙ　＋の場合も同様に、
排気弁１３の開度を「−１」から「１」の範囲を７分類
し、中間のＯの範囲、つまり微速排気程度の開度をＺＲ
ｌこれよりやや大きい開度をＰＳ、やや小さい開度をＮ
Ｓ、かなり大きい開度をＰＭ、かなり小さい開度をＮＭ
、非常に大きい開度をＰＬ、非常に小さい開度をＮＬと
規定している。

いま、カフェを加圧設定値まで加圧し、動脈を阻血した
のち、微速排気段階（血圧測定段階）に入ったとすると
、徐々にカフ圧が減圧され、逆に脈波振幅は上昇傾向に
なる（第５図参照）。この状態において、カフ圧Ｘ、と
脈波振幅値Ｘ２とが、サンプルホールド回路６１．６２
を介してそれぞれファジィ推論部６に入力される。第５
図で示すように、まずに音の発生が検出され、この時点
のカフ圧が最高血圧値（ＳＹＳ）と決定される。この近
辺において、カフ圧の減少とは逆に脈波振幅は増大する
。そして、脈波振幅は最大ピーク値を越えた後、暫時、
減少傾向（下降傾向）に移行する包絡線を描き、この包
路線の下降過程でに音消失が検出され、この検出時点の
カフ圧が最低血圧値（ＤｒＡ）と決定される。

この実施例の電子血圧計では、この血圧測定段階（カフ
ェの減圧過程）において、例えばカフ圧Ｘ１がｐｓで、
脈波振幅変化量Ｘ２がＰＳであれば、つまり共に標準よ
りやや正に大きければ、排気弁操作ＩＹ、はＰＳである
から（第２図参照）、排気弁１３の開度をやや大きくし
、カフェの減圧速度を高める。つまり、最高血圧値が決
定された後、カフ圧の減圧を微速排気状態から少し早め
る。

また、カフ圧Ｘ、がＺＲ（標準範囲）で、脈波振幅変化
量Ｘ２がＰＭ（正にかなり大きい）であれば、排気弁操
作量Ｙ、はＰＭであるから、排気弁１３の開度をかなり
大きくし、カフェの減圧速度をかなり高める。つまり、
カフ圧の減少傾向とは逆に、脈波振幅の上昇傾向がかな
り増大し、ピーク値に近づいているから、本来微速排気
の不要なこの範囲のカフ圧を迅速に減圧する。また、逆
にカフ圧Ｘ、がＺＲ（標準）で、脈波振幅変化′！ｔＸ
２がＮＭ（負にかなり小さい）であれば、排気弁操作量
Ｙ、はＮＭであるから、排気弁１３の開度をかなり小さ
くし、減圧速度を緩める。つまり、脈波振幅の包路線が
下降傾向に入り、最低血圧点が近づいているため、それ
まで排気弁１３の開度を大きくしていたのを小さく絞ら
せ、カフェの減圧速度を緩める。更に、カフ圧Ｘ１がＮ
Ｓ（標準よりやや小さい）で、脈波振幅変化量Ｘ２がＮ
Ｓ（標準よりやや小さい）であれば、排気弁操作量Ｙ、
はＮＳであるから、排気弁１３の開度をやや小さく絞り
、カフ１の減圧速度を緩める。つまり、最低血圧点が極
く接近しているため、微速排気状態に設定し、最低血圧
（Ｋ音消失）を検出し得る状態にカフ圧を保持する。ま
た、脈波振幅変化量Ｘ２がＺＲ（脈波振幅の変化量がＯ
）であれば、脈波振幅がピーク値にあることであり、こ
の場合はカフ圧ＸＩに係わらず、排気弁操作量Ｙ、はＺ
Ｒ（標準）であり、排気弁１３は標準の開度に制御され
る。

かくして、第６図で示すように、血圧測定に直接関係し
ない最高血圧値と最低血圧値との間において、カフ圧が
迅速に減圧され、カフの加圧時間が短縮できる許かりで
なく、血圧測定時間も短縮し得る。また、カフ圧Ｘ、と
脈波振幅変化量Ｘ２とを入力としてファジィ推論し、こ
のファジィ推論結果に基づきカフ圧の減圧速度を調整す
るから、最低血圧値（Ｋ音消失）を見失う等の不利が解
消される。

（へ）発明の効果この発明では、以上のように、血圧測定におけるカフ減
圧過程において、カフ圧と脈波振幅変化量とを入力とし
てファジィ推論を実行し、その推論結果によりカフ圧の
減圧速度を調整して、最高血圧と最低血圧との本来血圧
測定に直接関係せず、微速排気の不要な範囲を、迅速に
減圧することとしたから、被測定者に欝血を生じさせる
等の不利が解消される許かりでなく、血圧測定時間を短
縮し得る。また、カフ圧と脈波振幅変化量とを人力とし
て、ファジィ推論を実行し、その推論結果によりカフ圧
の減圧速度を調節するから、従来のように最低血圧値を
通過して急速排気し、最低血圧値（Ｋ音消失時点）を見
失う等の不利が解消され、正確な血圧測定を実行し得る
等、発明目的を達成した優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例電子血圧計のファジィ推論手段を示す
ブロック図、第２図は、実施例電子血圧計のファジィル
ールメモリに記憶されるファジィルールをテーブル化し
た説明図、第３図（Ａ）は、ファジィルールで使用され
るカフ圧のメンバーシップ関数を示す説明図、第３図（
Ｂ）は、ファジィルールで使用される脈波振幅変化量の
メンバーシップ関数を示す説明図、第３図（Ｃ）は、フ
ァジィルールで使用される排気弁操作量のメンバーシッ
プ関数を示す説明図、第４図は、実施例電子血圧計を示
すブロック図、第５図は、カフ圧とに音と脈波振幅特性
との関係を示す説明図、第６図は、従来の一定微速排気
方弐による血圧測定状況と、実施例ファジィ推論方式に
よる血圧測定状況との比較を示す説明図である。１：カフ、　　　　　　２：圧力センサ、３：ＣＰＵ、
　　　　　６：ファジィ推論部、７：ファジィルールメ
モリ。特許出願人　　　　　　　　立石電機株式会社代理人　
　　　弁理士　　　中　村　茂　信第２図第１図第濶（Ａ） ×１カフ圧第ヅ（Ｃ）１日１１気升操作ｌ第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）動脈を圧迫するためのカフと、このカフを加圧す
る加圧手段と、前記カフ内圧力を減圧する減圧手段と、
前記カフ内流体圧を検出する圧力検出手段と、上記カフ
圧の変化過程での血管情報を検出する血管情報検出手段
と、前記カフ圧及び血管情報とにより血圧値を決定する
血圧決定手段とからなる電子血圧計において、前記圧力検出手段により得られたカフ圧と、血管情報検
出手段により得られた脈波振幅の変化量を入力としてフ
ァジィ推論を実行するファジィ推論手段を備え、このフ
ァジィ推論手段の推論結果に応じ、前記カフ内流体圧の
減圧速度を制御するようにしたことを特徴とする電子血
圧計。