JPH0381375B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は、振動法を採用した電子血圧計の改
良に関する。

(ロ) 従来の技術 従来、振動法を採用した電子血圧計としては、
カフと、このカフ内の空気を加圧する（以下カフ
を加圧するという）加圧ポンプと、カフ内の空気
圧を減圧する排気弁と、カフ内の空気圧（以下カ
フ圧という）を検出する圧力センサと、この圧力
センサの出力信号に基づいて血圧値を定量するマ
イクロコンピユータ（MPU）を備えたものが知
られている。

この従来の電子血圧計の動作を、第５図ａ、第
５図ｂ及び第５図ｃに基づいて以下に説明する。

第５図ａは、一旦カフを最高血圧値以上に加圧
し、その後、一定速度で減圧した場合のカフ圧の
変化を示しており、カフ圧Pcが減少する過程で
脈波ｗが現れている。また、第５図ｂは、この脈
波の１周期毎の振幅値を実線で示している。さら
に第５図ｃは、第５図ｂの振幅値の包絡線である
脈波振幅値曲線を実線で示している。なお、第５
図ａ乃至第５図ｃの横軸は、いずれも経過時間ｔ
である。

第５図ｃにおいて、最大脈波振幅値Apmaxを
とる点Ｍに対応するカフ圧が平均血圧値に対応す
ることが、臨床的に確認されている。そして、第
５図ｃの点Ｍ左側（脈波振幅値増加過程）におい
て、最大脈波振幅値Apmaxの50％に相当する点
Ｓに対応するカフ圧が最高血圧値SYS、点Ｍ右
側（脈波振幅値減少過程）において、最大脈波振
幅値Apmaxの70％に相当する点Ｄに対応するカ
フ圧が最低血圧値DIAと決定される。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 一般に、脈波振幅値曲線は、被測定者の肥満度
が進むほど、脈波振幅値の変化の少ない偏平なも
のとなる。これは、肥満者は皮下脂肪層が厚く、
血流の止められた動脈の体積変化である脈波が、
この皮下脂肪層で減衰されてカフに伝わるからで
ある。

一方、カフを腕に巻着し、加圧した状態におい
ては、常にほぼ一定の振幅値を有する脈波（以下
バツクグラウンド脈波という）が観測される。こ
のバツクグラウンド脈波は、動脈に血液が流れる
際に生じる、又は血流の止められた動脈の心臓側
の部分に生じる動脈の微小な体積変化がカフに伝
えられて観測されるものである。このバツクグラ
ウンド脈波は、カフ圧を問わず常に一定の振幅値
を取り、また肥満者であつても痩身者であつて
も、その個人差は少ないことが、本願発明者が病
院において収集したデータにより確認されてい
る。

第５図ｃには、上記バツクグラウンド脈波が示
されており、その振幅値はAbである。従つて、
真の最大脈波振幅値Apmgは、観測された最大脈
波振幅値Apmaxよりバツクグラウンド脈波Abを
減算したものとなる。被測定者が肥満でない場合
には、ApmaxはAbに対して十分大きく、バツク
グラウンド脈波による影響はほとんど無視でき
る。

しかし、被測定者が肥満である場合には、
ApmaxがAbに対して十分に大きいとはいえず、
測定血圧値に大きな誤差が生じる不都合があつ
た。このことを、第５図ａ及び第５図ｃに基づい
て説明すると、第５図ｃ中、点Ｓ及び点Ｄは、最
大脈波振幅値Apmaxにより決定されたものであ
る。

一方、第５図ｃには、脈波振幅値Apよりバツ
クグラウンド脈波振幅値Abを減じた部分につい
て、脈波振幅値増加側の真の最大脈波振幅値Ap
mgの50％に相当する点Sg及び脈波振幅値減少側
の真の最大脈波振幅値Apmgの70％に相当する点
Dgが示されている。

第５図ａには、前記点Ｓ及び点Sgに対応する
カフ圧Pcが、それぞれ測定最高血圧値SYS及び
真の最高血圧値SYSgとして示されている。測定
最高血圧値SYSは、真の最高血圧値SYSgよりも
高くなつている。同様に、第５図ａには、点Ｄ及
び点Dgに対応するカフ圧Pcが、それぞれ測定最
低血圧値DIA及び真の最低血圧値DIAgとして示
されている。この場合は、測定最低血圧値DIA
は、真の最低血圧値DIAgよりも低くなつてい
る。

上述したように、被測定者が肥満である場合に
は測定誤差が大きくなるが、また再現性も低下す
る不都合があつた。第５図ｂ及び第５図ｃ中に示
されている破線は、同一被測定者について同一条
件における他の測定の結果得られた脈波振幅値
Apを示している。この破線の脈波振幅値Apにつ
いて決定された点S′及び点D′が、第５図ｃ中に示
されている。第５図ａには、この点S′及び点D′に
対応する測定最高血圧値SYS′及び測定最低血圧
値DIA′が示されている。測定最高血圧値SYSと
SYS′、測定最低血圧値DIAとDIA′は、それぞれ
異なつている。

さらに被測定者の肥満度が進むと、脈波振幅値
曲線はさらに偏平となり、第５図ｄに示すよう
に、もはや最大脈波振幅値Apmaxの50％（又は
70％）に相当する点が存在しなくなり、測定エラ
ーとなる不都合があつた。

この発明は、上記不都合に鑑みてなされたもの
で、どのように肥満度の進んだ被測定者について
も確実に血圧値を測定でき、測定精度及び再現性
に優れた電子血圧計の提供を目的としている。

(ニ) 問題点を解決するための手段 上記不都合を解決するための手段として、この
発明の電子血圧計は、カフと、このカフ内の流体
を加圧する加圧手段と、前記カフ内の流体を一定
微速度又は急速に減圧する減圧手段と、前記カフ
内の流体圧を検出する圧力検出手段と、この圧力
検出手段の出力信号中に含まれる脈波成分を検出
する脈波成分検出手段と、この脈波成分検出手段
の出力信号より脈波振幅値を算出する脈波振幅値
算出手段と、この脈波振幅値算出手段及び前記圧
力検出手段の出力信号に基づいて血圧値を決定す
る血圧値決定手段を備えてなるものにおいて、前
記カフ内の流体圧を血圧値測定範囲外の所定圧に
設定し、この時の前記脈波振幅値算出手段で算出
された脈波振幅値をバツクグラウンド脈波振幅値
として決定するバツクグラウンド脈波振幅値決定
手段と、このバツクグラウンド脈波振幅値決定手
段により決定されたバツクグラウンド脈波振幅値
を前記脈波振幅値算出手段で算出された血圧値決
定のための脈波振幅値より減算するバツクグラウ
ンド脈波振幅値減算手段とを特徴的に設けたもの
である。

(ホ) 作用 この発明の電子血圧計の作用を、第４図ａ、第
４図ｂ及び第４図ｃを参照しながら以下に説明す
る。

第４図ａは、脈波成分値Pu(i)のデータ列を示
している（但し、サンプリング周期が短いため、
その包絡線で示している）。第４図ｂは、第４図
ａに示す脈波成分値Pu(i)データ列より算出され
た脈波振幅値Ap（ｎ）データ列を示す。この脈波
振幅値Ap（ｎ）データ列中の最大のものを
Apmaxとする。

第４図ｂ中に示されるAbは、バツクグラウン
ド脈波振幅値である。前述したように、バツクグ
ラウンド脈波振幅値Abは、カフ圧の大小を問わ
ず一定である。それゆえ、カフ圧が血圧決定範囲
外〔最高血圧値より十分大、又は最低血圧値より
十分小であり、真の脈波が検出されないカフ圧、
すなわち第５図ａ中の領域ｚ以外のカフ圧〕の所
定の値に設定した時、観測される脈波は、バツク
グラウンド脈波のみである。そこで、この時のバ
ツクグラウンド脈波の振幅値Abを検出しておき、
第４図ｂに示す脈波振幅値Ab（ｎ）データ列より
減算すれば、第４図ｃに示すようなバツクグラウ
ンド脈波の影響が排除された減算脈波振幅値A′P
（ｎ）データ列が得られる。

この減算脈波振幅値A′P（ｎ）データ列に基づ
いて血圧値を決定すれば、バツクグラウンド脈波
に起因する誤差及び再現性の低さが解消される。
また、被測定者の肥満度が進み、脈波振幅値曲線
が平坦になつた場合であつても、減算最大脈波振
幅値A′Pmaxの所定割合に相当する減算脈波振幅
値A′P（ｎ）が必ず抽出でき、確実に血圧値の決
定を行うことができる。

(ヘ) 実施例 この発明の一実施例を、第１図乃至第３図に基
づいて以下に説明する。

第２図は、この実施例に係る電子血圧計１の外
観斜視図である。２は、帯状の空気袋よりなるカ
フである。このカフ２は、フレキシブルなチユー
ブ３を介して電子血圧計本体４に接続される。電
子血圧計本体４上面には、液晶表示素子等よりな
る表示器５、電源スイツチ６及び測定スイツチ７
が設けられている。

第３図は、電子血圧計１の空気系と測定回路の
ブロツク図を示す。カフ２には、チユーブ３及び
配管８ａ，８ｂ，８ｃを介して加圧ポンプ（加圧
手段）９、排気弁（減圧手段）１０及び圧力セン
サ（圧力検出手段）１１が接続されている。排気
弁１０は、急速排気弁と微速排気弁の２種類の弁
より構成されている。圧力センサ１１には、ひず
みゲージを使用したダイヤフラム式圧力変換器又
は半導体圧力変換素子等を使用する。また、前記
加圧ポンプ９と排気弁１０は、後述のマイクロコ
ンピユータ（MPU）１４によつて制御される。

圧力センサ１１の出力信号は、増幅器１２で増
幅され、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１
３によりデジタル信号に変換される。MPU１４
は、Ａ／Ｄ変換器１３によりデジタル変換された
圧力センサ１１の出力信号を一定周期で取込む。
MPU１４は、圧力センサ１１の出力信号より脈
波成分を検出する機能、脈波振幅値を算出する機
能、バツクグラウンド脈波振幅値を決定し、これ
を脈波振幅値より減算する機能、血圧値を決定す
る機能、加圧ポンプ９及び排気弁１０を制御する
機能等を備えている。MPU１４には、さらに、
決定された血圧値を表示するための前記表示器５
並びに電源スイツチ６及び測定スイツチ７が接続
されている。

次に、この実施例に係る電子血圧計１の動作
を、第１図を主に参照しながら以下に説明する。

最初にカフ２を被測定者の上腕に巻着し、電源
スイツチ６をオンする。電源スイツチ６がオンさ
れると、MPU１４は、測定スイツチ７がオンさ
れているか否かを判定し、オンされていない場合
にはこの判定処理を反復し、ここで待機する〔ス
テツプST（以下STという）１、第１図参照〕。

ST１で、測定スイツチ７がオンされると、
MPU１４が加圧ポンプ９を作動させ（ST２）、
排気弁１０を閉止し（ST３）、カフ２が加圧され
る。MPU１４は、この間のカフ圧PcをＡ／Ｄ変
換器１３より取込み、カフ圧Pcが血圧値測定範
囲以外の所定値（この実施例では30mmHg）に達
したか否か判定する。

カフ圧Pcが前記所定値に達したと判定される
と、ST４よりST５に進み、MPU１４は加圧ポ
ンプ９を停止させる。そして、この状態を保持し
て脈波振幅値Apxが算出される（ST６）。なお、
脈波振幅値Apx算出手順は、後述の脈波振幅値
Ap（ｎ）算出の手順（ST１２〜ST１８）と同じ
である。ST７では、この脈波振幅値Apxをバツ
クグラウンド脈波振幅値Abとする。

次のST８では、MPU１４は再び加圧ポンプ９
を作動させ、カフ２を血圧値測定のための所定値
まで加圧する。ST９では、カフ圧Pcがこの所定
値に達したか否か判定する。

ST９でカフ圧Pcが所定値に達したと判定され
ると、ST１０に進み、MPU１４が加圧ポンプ９
を停止させると共に、排気弁１０の微速排気弁を
開け、カフ２の微速排気が開始される（ST１
１）。

次のST１２では、先ず、タイマT₁のカウント
が開始される。このタイマT₁は、脈波成分より
脈波振幅値（血圧値決定のための脈波振幅値）
Ap（ｎ）を算出する周期を決定するためのもので
あり、１秒から２秒の間に設定されている。さら
にST１３では、タイマT₂のカウントが開始され
る。このタイマT₂は、MPU１４がＡ／Ｄ変換器
１３よりカフ圧Pc(i)を取込むサンプリング周期
を決定するためのものである。この周期は、10〜
50ｍｓの間に設定されている。

ST１４でタイマT₂がタイムアツプするまで待
機し、タイマT₂がタイムアツプしたと判定され
ると、ST１５へ進む。ST１５では、MPU１４
はカフ圧データPc(i)をＡ／Ｄ変換器１３より取
込む。さらにST１６では、これらカフ圧データ
Pc(i)より脈波成分値Pu(i)が検出される。

脈波成分を検出する手段としては、帯域フイル
タを使用するアナログ的手段も多用されている
が、この実施例においては、MPU１４の演算処
理によるデジタルフイルタを採用している。この
デジタルフイルタの演算処理は、先ず、今回のサ
ンプリングデータ取込まれたPc(i)を変数ｘ(i)と
おく。

ｘ(i)＝Pc(i) ……(1) 次に、前回のサンプリングで得られている変数
ｘ（ｉ−１）と他の変数ｙ（ｉ−１）より、変数ｙ
(i)の値を以下の(2)式より算出する。

αy(i)−βy（ｉ−１）＝ｘ(i)−ｘ（ｉ−１） ……(2) さらに、前回のサンプリングで得られている他
の変数ｚ（ｉ−１）と前記変数ｙ(i)、ｙ（ｉ−１）
により、以下の(3)式に従つて今回のサンプリング
での変数ｚ(i)を算出する。

αz(i)−βz（ｉ−１）＝ｙ(i)−ｙ（ｉ−１） ……(3) 上式で得られたｚ(i)が、今回のサンプリングで
の脈波成分値Pu(i)である。

Pu(i)＝ｚ(i) ……(4) なお、上記α及びβは、通常はそれぞれ以下の
ように設定されている。

α＝0.98 ……(5) β＝0.95 ……(6) また、ｉ＝１の時、すなわち一番最初にデジタ
ルフイルタの演算処理が行われる時は、変数ｘ
（ｏ）、ｙ（ｏ）及びｚ（ｏ）が存在しないため、こ
れら変数を予め初期値として零に設定しておく。

さらに、変数列ｘ(i)、ｙ(i)、ｚ(i)については、
実際の演算では１つ前の値しか使用しないため、
実際の演算処理においては、１つ前の値だけをメ
モリに記憶させて、メモリの容量を節約すること
ができる。

ST１６での脈波成分値Pu(i)が検出されると、
ST１７へ進み、タイマT₁がタイムアツプしたか
否か判定する。タイマT₁がタイムアツプしてい
ない場合にはST１３に戻り、脈波成分値Pu(i)の
検出が続行される。

タイマT₁がタイムアツプした場合には、ST１
８に進み、今回のタイマT₁カウント中に検出さ
れた脈波成分値Pu(i)データ列より脈波振幅値Ap
（ｎ）が算出される。このAp（ｎ）算出は、今回
のタイマT₁カウント中での脈波成分値Pu(i)デー
タ列より最大値Pumax及び最小値Puminを抽出
し、これらの差を取ることにより行われる。

Ap(i)＝Pumax−Pumin ……(7) 次のST１９では、ST１８で算出された脈波振
幅値Ap（ｎ）よりバツクグラウンド脈波振幅値
Abを減算して、減算脈波振幅値A′P（ｎ）を算出
している。

次のST２０では、減算脈波振幅値A′P（ｎ）が
増加しているか否か判定する。減算脈波振幅値
A′P（ｎ）が増加中である場合には、ST２１でフ
ラグＦを１とし、ST１２に戻り、次の脈波振幅
値Ap（ｎ＋１）の算出を行う。

ST２０で減算脈波振幅値A′P（ｎ）が増加中で
ないと判定された場合は、ST２２に進み、前記
フラグＦが１か否かを判定する。Ｆ＝１と判定さ
れた場合はST２３へ、そうでない場合はST２６
へ進む。

ST２３では、先ずフラグＦを零とおく。さら
にST２４で減算脈波振幅値A′P（ｎ）データ列中
より最大ものであるA′Pmaxを抽出する。

ST２５では、減算最大脈波振幅値A′Pmaxの
50％に最も近い減算脈波振幅値A′P（ｎ）を検索
し、これに対応するカフ圧Pc(i)を最高血圧値
（SYS）とする。SYSが決定されるとST６に戻
り、最低血圧値（DIA）決定のための脈波振幅値
Ap（ｎ）データの収集を続行する。

先と同様に、ST１２〜ST１９までの処理が行
われ、減算脈波振幅値A′P（ｎ）が算出される。
ST２０では既に減算脈波振幅値A′P（ｎ）は最大
値を取り、減少過程にあるので〔第４図ｂ参照〕、
増加中でないと判定され、ST２２に進む。さら
にST２２では、先にST２１でフラグＦは零とさ
れているため、NOと判定され、ST２６に進む。

ST２６では、減算脈波振幅値A′P（ｎ）が減算
最大脈波振幅値A′Pmaxの70％未満か否か判定す
る。この判定がNOである場合はST１２に戻り、
次の減算脈波振幅値A′P（ｎ＋１）を算出する。

ST２６で、減算脈波振幅値A′P（ｎ）が減算最
大脈波振幅値A′Pmaxの70％未満と判定された場
合には、ST２７に進む。ST２７では、減算最大
脈波振幅値A′Pmaxの70％の値に最も近い減算脈
波振幅値A′P（ｎ）を検索し（但し減算最大脈波
振幅値A′P出現後のもの）、これに対応するカフ
圧Pc(i)を最低血圧値（DIA）とする。

次いでST２８では、MPU１４は表示器５に上
記SYS及びDIAを表示させる。最後にST２９で
は、MPU１４が排気弁１０に指令を与え、急速
排気弁を開放させ、カフ２を急速に排気し、測定
を終了する。

なお、上記実施例においては、バツクグラウン
ド脈波振幅値Abの決定を、カフを最初に加圧す
る途中の比較的低いカフ圧のところで行つている
が、カフを余分に加圧し、最高血圧値よりも高い
ところで行つたり急速排気の途中で一旦排気を中
断し、そこでバツクグラウンド脈波振幅値Abの
決定を行うことも可能であり、適宜設計変更可能
である。

また、血圧決定の手順も上記実施例に示したも
のに限定されず、適宜変更可能である。

(ト) 発明の効果 この発明の電子血圧計は、カフ圧を血圧値測定
範囲外の所定圧に設定し、この時の脈波振幅値算
出手段で算出された脈波振幅値をバツクグラウン
ド脈波振幅値として決定するバツクグラウンド脈
波振幅値決定手段と、このバツクグラウンド脈波
振幅値を前記脈波振幅値より減算するバツクグラ
ウンド脈波振幅値減算手段とを特徴的に設けてな
るものであるから、被測定者が肥満体質の場合で
あつても、バツクグラウンド脈波の存在に起因す
る誤差及び再現性の低下が有効に防止される利点
を有すると共に、被測定者の肥満度が進んだ場合
に発生する測定エラーを有効に防止し、確実に血
圧値を測定できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る電子血圧
計の動作を説明するフロー図、第２図は、同電子
血圧計の外観斜視図、第３図は、同電子血圧計の
回路ブロツク図、第４図ａ、第４図ｂ及び第４図
ｃは、いずれもこの発明の作用を説明する図、第
５図ａ、第５図ｂ、第５図ｃ及び第５図ｄは、い
ずれも従来技術の問題点を説明する図である。 ２：カフ、９：加圧ポンプ、１０：排気弁、１
１：圧力センサ、１４：マイクロコンピユータ
（MPU）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カフと、このカフ内の流体を加圧する加圧手
   段と、前記カフ内の流体を一定微速度又は急速に
   減圧する減圧手段と、前記カフ内の流体圧を検出
   する圧力検出手段と、この圧力検出手段の出力信
   号中に含まれる脈波成分を検出する脈波成分検出
   手段と、この脈波成分検出手段の出力信号より脈
   波振幅値を算出する脈波振幅値算出手段と、この
   脈波振幅値算出手段及び前記圧力検出手段の出力
   信号に基づいて血圧値を決定する血圧値決定手段
   とを備えて成る電子血圧計において、 前記カフ内の流体圧を血圧値測定範囲外の所定
   圧に設定し、この時の前記脈波振幅値算出手段で
   算出された脈波振幅値をバツクグラウンド脈波振
   幅値として決定するバツクグラウンド脈波振幅値
   決定手段と、このバツクグラウンド脈波振幅値決
   定手段により決定されたバツクグラウンド脈波振
   幅値を前記脈波振幅値算出手段で算出された血圧
   値決定のための脈波振幅値より減算するバツクグ
   ラウンド脈波振幅値減算手段とを備えたことを特
   徴とする電子血圧計。