JPH04361736A - オシロメトリック型自動血圧測定装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はオシロメトリック型自動
血圧測定装置に関し、特に、カフにより圧迫される動脈
からの脈波信号を時間的なゲートを通して採取するよう
に構成されたオシロメトリック型自動血圧測定装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】生体内の動脈を圧迫するためのカフと、
そのカフの圧迫圧力を検出してその圧迫圧力を表す圧力
信号を出力する圧力センサと、その圧力信号の振動成分
である脈波信号をその圧力信号から弁別する脈波弁別手
段とを備え、前記圧迫圧力の変化過程で逐次得られる前
記脈波信号が表す脈波の振幅の変化に基づいて血圧値を
決定する形式のオシロメトリック型自動血圧測定装置が
知られている。

【０００３】かかるオシロメトリック型自動血圧測定装
置においては、被測定者の体動等に起因して上記脈波信
号にノイズが混入すると、血圧値が誤って決定されるお
それがあるため、たとえば本出願人が先に出願して公開
された特開昭６１−８５９２２号公報に記載されている
ように、心電波形のたとえばＲ波の検出に基づいて開閉
させられる時間的なゲートを設け、そのゲートを通して
脈波信号を取り込むことが考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記脈波は
動脈の脈動に基づいて得られるものであるのに対し、上
記心電波形は心筋に電気刺激を加えることにより発生す
る活動電位の変化を表すものであって心臓の実際の拍動
に基づいて得られるものではないことから、心電波形お
よび脈波が好適に同期することは困難である。これによ
り、上記ゲートの開放時間を余裕分を見込んで比較的長
く確保する必要があるため、かかるゲートにより脈波信
号へのノイズの混入を充分に防止できるとは必ずしも言
い難かったのである。

【０００５】本発明は以上のような事情を背景として為
されたものであって、その目的とするところは、カフか
らの脈波信号をノイズを一層好適に除去した状態で採取
し得るオシロメトリック型自動血圧測定装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の要旨とするところは、生体内の動脈を圧迫す
るためのカフと、そのカフの圧迫圧力を検出してその圧
迫圧力を表す圧力信号を出力する圧力センサと、その圧
力信号の振動成分である脈波信号を弁別する脈波弁別手
段とを備え、前記圧迫圧力の変化過程で逐次得られる前
記脈波信号が表す第１脈波の振幅の変化に基づいて血圧
値を決定する形式のオシロメトリック型自動血圧測定装
置であって、（ａ）　前記カフとは別の位置において前
記生体の動脈上に配置され、その動脈から発生する第２
脈波を検出する脈波センサと、（ｂ）　前記第２脈波の
ピークを検出するピーク検出手段と、（ｃ）　前記第２
脈波のピークの検出に基づいて開閉させられ、前記第１
脈波のピークの発生が予定される一定期間だけ前記脈波
信号の通過を許容するゲート手段とを含むことにある。

【０００７】

【作用および発明の効果】かかる構成のオシロメトリッ
ク型自動血圧測定装置においては、生体の動脈を圧迫す
るカフの圧迫圧力の変化過程で第１脈波が逐次検出され
、その第１脈波の振幅の変化に基づいて血圧値が決定さ
れるのであるが、このカフによる第１脈波の検出に際し
ては、カフとは別の位置において生体の動脈上に配置さ
れた脈波センサによりその動脈から発生する第２脈波が
検出されて、その第２脈波のピークがピーク検出手段に
より検出されるとともに、その第２脈波のピークの検出
に基づいてゲート手段が開閉させられることにより、第
１脈波のピークの発生が予定される一定期間だけその第
１脈波を表す脈波信号の通過が許容される。この場合に
おいて、第１脈波および第２脈波は、通常、共に主幹的
な動脈（たとえば上腕動脈や橈骨動脈）の脈動に基づい
て得られることから互いに好適に同期しており、これに
より、上記ゲート手段の開放時間を好適に短縮すること
ができるため、カフから検出される脈波信号へのノイズ
の混入を一層好適に防止し得て血圧測定の精度を向上さ
せ得る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【０００９】図１は、本発明のオシロメトリック型自動
血圧測定装置の一例を示す図であって、その構成を示す
図である。図において、１０はゴム製袋状のカフであっ
て、たとえば人体の図示しない上腕部に巻回された状態
で取り付けられる。カフ１０には、圧力センサ１４、切
換弁１６、および空気ポンプ１８が配管２０を介してそ
れぞれ接続されている。圧力センサ１４は、カフ１０内
の圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰを静圧弁
別回路２２および脈波弁別回路２４にそれぞれ供給する
。静圧弁別回路２２はローパスフィルタを備えており、
圧力信号ＳＰに含まれる定常的な圧力（カフ圧Ｐ）を表
すカフ圧信号ＳＫを弁別してそのカフ圧信号ＳＫをＡ／
Ｄ変換器２６を介して制御装置２８へ供給する。脈波弁
別回路２４はバンドパスフィルタを備えており、圧力信
号ＳＰの振動成分である脈波信号ＳＭ１　を弁別してそ
の脈波信号ＳＭ１　をＡ／Ｄ変換器３０を介して制御装
置２８へ供給する。この脈波信号ＳＭ１　が表す脈波は
、被測定者の心拍に同期して上記上腕部内の上腕動脈か
ら発生してカフ１０に伝達される圧力振動波である。本
実施例においては、上記脈波弁別回路２４が脈波弁別手
段を構成するとともに、脈波信号ＳＭ１　がクレームに
おける脈波信号に相当し、その脈波信号ＳＭ１　が表す
脈波が第１脈波に相当する。上記切換弁１６は、カフ１
０内への圧力の供給を許容する圧力供給状態、カフ１０
内を徐々に排圧する徐速排圧状態、カフ１０内を急速に
排圧する急速排圧状態の３つの状態に切り換えられるよ
うになっている。

【００１０】上記制御装置２８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、およびＩ／Ｏポート等を備えた所謂マイクロコン
ピュータにて構成されており、ＣＰＵは、ＲＯＭに予め
記憶されたプログラムに従ってＲＡＭの記憶機能を利用
しつつ信号処理を実行することにより、Ｉ／Ｏポートか
ら駆動信号を出力して図示しない駆動回路を介して切換
弁１６および空気ポンプ１８を制御することによりカフ
圧Ｐを調節し、カフ圧Ｐのたとえば降圧過程で逐次採取
される脈波信号ＳＭ１　が表す第１脈波の振幅の変化に
基づいて平均血圧値、最高血圧値、および最低血圧値を
決定してその決定した血圧値を表示器３２に表示させ、
かかる血圧測定を予め定められた一定時間毎に繰り返す
。

【００１１】また、制御装置２８には、脈波センサ３４
がＡ／Ｄ変換器３６を介して接続されている。脈波セン
サ３４は、両端部に図示しない一対のファスナを備えた
バンド３８の内表面に取り付けられており、カフ１０が
取り付けられていない側の上肢の手首４０の橈骨動脈（
図示せず）上に配置されるとともにバンド３８を手首４
０に巻回して前記一対のファスナを互いに密着させるこ
とにより、橈骨動脈に対して所定の圧力で局部的に押圧
されるようになっている。脈波センサ３４は、半導体歪
センサあるいは圧電素子などにて構成されており、上記
橈骨動脈から発生して体表面に伝達される圧力振動波で
ある脈波を検出し、その脈波を表す脈波信号ＳＭ２　を
前記Ａ／Ｄ変換器３６を介して制御装置２８へ供給する
。したがって、本実施例においては、脈波センサ３４お
よびバンド３８が脈波検出手段を構成するとともに、上
記脈波信号ＳＭ２　が表す脈波が第２脈波に相当する。

【００１２】制御装置２８は、ＲＯＭに予め記憶された
プログラムに従って、上記脈波信号ＳＭ２　が表す第２
脈波の上ピークおよび下ピークを検出し、それら上ピー
クおよび下ピークの検出に基づいて上ピーク用時間ゲー
トおよび下ピーク用時間ゲートをそれぞれ設定して上記
第１脈波の上ピークおよび下ピークの発生が予定される
一定期間の間だけ脈波信号ＳＭ１　を取り込むとともに
、取り込まれた脈波信号ＳＭ１　が表す第１脈波の上ピ
ーク値および下ピーク値を決定してカフ１０による血圧
測定において用いられる第１脈波の振幅を求める一方、
脈波信号ＳＭ２　が表す第２脈波の最高値および最低値
を求めて、それら最高値および最低値とカフ１０にて実
際に測定された最高血圧値および最低血圧値とに基づい
て第２脈波の大きさと血圧値との間の関係を求めるとと
もに、この関係から、脈波センサ３４から逐次検出され
る第２脈波に基づいて最高血圧値および最低血圧値を決
定してその決定した血圧値を表示器３２に逐次表示させ
る。本実施例においては、上記制御装置２８がピーク検
出手段およびゲート手段を構成する。なお、制御装置２
８はクロック信号源を備えており、そのクロック信号源
からＣＰＵに所定の時刻信号が常時供給されている。

【００１３】次に、以上のように構成されたオシロメト
リック型自動血圧測定装置の作動を図２および図３に示
すフローチャートに従って説明する。

【００１４】電源が投入されると、図示しない初期処理
が実行された後、図２に示すメインルーチンのステップ
Ｓ１が実行されて図示しない起動スイッチがＯＮ操作さ
れたか否かが判断される。この判断が否定された場合に
は待機状態とされるが、肯定された場合にはステップＳ
２が実行されることにより、切換弁１６が圧力供給状態
に切り換えられ且つ空気ポンプ１４が駆動されてカフ１
０内が予め定められた目標カフ圧Ｐｍ（たとえば１８０
ｍｍＨｇ程度の圧力）まで昇圧された後空気ポンプ１４
が停止させられる。次に、ステップＳ３が実行されて、
切換弁１６が徐速排圧状態に切り換えられることにより
、カフ１０内の徐速降圧が開始される。

【００１５】次に、ステップＳ４が実行されることによ
り、脈波信号ＳＭ１が読み込まれて制御装置２８のＲＡ
Ｍ内に記憶される。続くステップＳ５においては、脈波
信号ＳＭ１　が表す第１脈波の上ピーク値および下ピー
ク値が後述のサブルーチンのステップＳＳ７において決
定されたか否かが判断され、この判断が否定された場合
には、ステップＳ４およびステップＳ５が繰り返し実行
される。このステップＳ４およびステップＳ５が繰り返
し実行される際には、図３に示すサブルーチンが並列的
に実行される。

【００１６】上記サブルーチンにおいては、まず、ステ
ップＳＳ１が実行されて脈波信号ＳＭ２　が読み込まれ
るとともに、ステップＳＳ２が実行されて、その脈波信
号ＳＭ２　が表す第２脈波の上ピークＰｕ２（図４の（
ａ）　参照）が検出されたか否かが判断される。この判
断が否定された場合には、ステップＳＳ３の上ピーク検
出ルーチンにおいて上ピークを決定するための良く知ら
れたアルゴリズムが実行された後、ステップＳＳ４が実
行されて再び第２脈波の上ピークＰｕ２が検出されたか
否かが判断される。ステップＳＳ４の判断が否定された
場合には、ステップＳＳ１乃至ステップＳＳ４が繰り返
し実行されるが、ステップＳＳ４の判断が肯定された場
合には、続くステップＳＳ５の下ピーク検出ルーチンに
おいて下ピークを決定するための良く知られたアルゴリ
ズムが実行された後、ステップＳＳ６が実行されて、第
２脈波の下ピークＰｄ２（図４の（ａ）　参照）が検出
されたか否かが判断される。ステップＳＳ６の判断が否
定された場合には、ステップＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ５，
およびＳＳ６が繰り返し実行されるが、ステップＳＳ６
の判断が肯定された場合には、ステップＳＳ７が実行さ
れることにより、図４の（ｃ）　に示すように、脈波信
号ＳＭ１　が表す第１脈波の上ピークＰｕ１（図４の（
ｂ）　参照）が発生すると予想される一定の時間帯αを
有する上ピーク用時間ゲートＧｕ　、およびその第１脈
波の下ピークＰｄ１（図４の（ｂ）　参照）が発生する
と予想される一定の時間帯βを有する下ピーク用時間ゲ
ートＧｄ　がそれぞれ設定される。 すなわち、たとえば、図４の（ａ）　においてｄ時点で
第２脈波の上ピークＰｕ２が検出されたとすると、その
検出時点から所定時間遡ったｅ時点から時間帯αの上ピ
ーク用時間ゲートＧｕ　が設定されるとともに、ｆ時点
で第２脈波の下ピークＰｄ２が検出されたとすると、そ
の検出時点から所定時間遡ったｇ時点から時間帯βの下
ピーク用時間ゲートＧｄ　が設定されるのである。次に
、ステップＳＳ８が実行されることにより、上記ステッ
プＳ４にて逐次読み込まれ且つ記憶された脈波信号ＳＭ
１　のうちの上記上ピーク用時間ゲートＧｕ　および下
ピーク用時間ゲートＧｄ　をそれぞれ通過する一群の脈
波信号ＳＭ１　に基づいて、第１脈波の上ピークＰｕ１
および下ピークＰｄ１がそれぞれ検出されてそれら上ピ
ークＰｕ１および下ピークＰｄ１の値がそれぞれ決定さ
れる。

【００１７】このようにしてサブルーチンにおいて第１
脈波の上ピーク値および下ピーク値が決定されると、上
記ステップＳ５の判断が肯定されるので、続くステップ
Ｓ６が実行されて、上記第１脈波の上ピーク値から下ピ
ーク値を差し引くことによりその第１脈波の振幅が算出
される。続くステップＳ７の血圧値決定ルーチンにおい
ては、カフ１０の降圧過程において逐次得られる第１脈
波の振幅およびその第１脈波が検出されたときのカフ圧
Ｐに基づいて、最高血圧値および最低血圧値等の血圧値
を決定するための良く知られたオシロメトリック方式の
血圧値決定アルゴリズムに従って最高血圧値および最低
血圧値等の血圧値が決定される。すなわち、第１脈波の
振幅の最大値が発生した時点のカフ圧Ｐが平均血圧値と
して決定され、この平均血圧値より高圧側の変曲点にお
けるカフ圧Ｐが最高血圧値として決定されるとともに、
平均血圧値より低圧側の変曲点におけるカフ圧Ｐが最低
血圧値として決定されるのである。次に、ステップＳ８
が実行されることにより、血圧測定が終了したか否かが
判断され、未だ終了していない場合にはステップＳ４乃
至ステップＳ８が繰り返し実行される。血圧測定が終了
してステップＳ８の判断が肯定された場合には、続くス
テップＳ９が実行されることにより、切換弁１６が急速
排圧状態に切り換えられてカフ１０内が急速に排圧され
るとともに、ステップＳ１０が実行されて決定された血
圧値が表示器３２に表示される。

【００１８】次に、ステップＳ１１が実行されて脈波セ
ンサ３４から第２脈波が１拍読み込まれた後、ステップ
Ｓ１２が実行されて第２脈波の大きさと血圧値との間の
関係が決定される。すなわち、まずステップＳ１１にて
読み込まれた第２脈波の最高値および最低値が決定され
るとともに、それら最高値および最低値とステップＳ７
にて決定されたカフ１０による最高血圧値および最低血
圧値とに基づいて、たとえば本出願人が先に出願して公
開された実開平２−８２３０９号公報に記載された関係
決定方法と同様にして前記関係が決定されるのである。

【００１９】このようにして脈波センサ３４による第２
脈波の大きさとカフ１０による血圧値との間の関係が決
定されると、脈波センサ３４による血圧モニタが開始さ
れる。すなわち、ステップＳ１３が実行されて脈波セン
サ３４から第２脈波が１拍読み込まれた後、ステップＳ
１４が実行されてその読み込まれた第２脈波の最高値お
よび最低値が決定される。次に、ステップＳ１５が実行
されることにより、ステップＳ１４にて決定された第２
脈波の最高値および最低値に基づいて前記関係から最高
血圧値および最低血圧値が決定されるとともに、ステッ
プＳ１６が実行されて、決定された最高血圧値および最
低血圧値が表示器３２に表示される。

【００２０】次いで、ステップＳ１７が実行されること
により、起動スイッチがＯＦＦ操作されたか否かが判断
され、この判断が否定された場合には、ステップＳ１８
が実行されて、予め定められた一定時間（たとえば５〜
１０分間）経過したか否かが判断される。ステップＳ１
８の判断が否定された場合には、上記ステップＳ１３以
下が再び実行されて、脈波センサ３４からの第２脈波に
基づいて前記関係から最高血圧値および最低血圧値が１
拍毎に決定され且つ表示されることとなる。一方、ステ
ップＳ１８の判断が肯定された場合には、上記ステップ
２以下が再び実行されてカフ１０による血圧測定が再び
行われ且つ前記関係が更新された後、脈波センサ３４に
よる血圧モニタが続行される。また、起動スイッチがＯ
ＦＦ操作されてステップＳ１７の判断が肯定されると、
上記ステップＳ１に戻されて待機状態とされる。

【００２１】このように本実施例によれば、被測定者の
一方の上肢の上腕部に装着されたカフ１０内の圧力の降
圧過程で逐次検出される脈波信号ＳＭ１　が表す第１脈
波の振幅を決定するに際しては、その被測定者の他方の
上肢の手首４０に装着された脈波センサ３４にからの脈
波信号ＳＭ２　が表す第２脈波の上ピークＰｕ２および
下ピークＰｄ２が検出され、それら上ピークＰｕ２およ
び下ピークＰｄ２の検出に基づいてそれぞれ設定された
上ピーク用時間ゲートＧｕ　および下ピーク用時間ゲー
トＧｄ　を通過した脈波信号ＳＭ１　から、第１脈波の
上ピークＰｕ１および下ピークＰｄ１が検出される。こ
の場合において、第１脈波は上腕動脈の脈動に基づいて
得られるとともに第２脈波は橈骨動脈の脈動に基づいて
得られてそれら第１脈波および第２脈波は共に主幹的な
動脈から得られることから、第１脈波および第２脈波は
たとえば図４の（ａ）　および（ｂ）　に示すように互
いに好適に同期しており、これにより、心電波形のＲ波
等の検出に基づいて開閉させられる時間ゲートを通して
脈波信号ＳＭ１　を取り込む従来の場合に比べて、上記
上ピーク用時間ゲートＧｕ　および下ピーク用時間ゲー
トＧｄ　の開放時間を好適に短縮することができる。こ
の結果、カフ１０から検出される脈波信号ＳＭ１　への
ノイズ（たとえば図４の（ｂ）　におけるＮ）の混入が
好適に防止されて、カフ１０による血圧測定の精度ひい
ては脈波センサ３４による血圧モニタの精度が向上する
。

【００２２】なお、前記実施例では、第２脈波の上ピー
クＰｕ２および下ピークＰｄ２が検出されてそれら上ピ
ークＰｕ２および下ピークＰｄ２に基づいて上ピーク用
時間ゲートＧｕ　および下ピーク用時間ゲートＧｄ　が
それぞれ設定されているが、必ずしもその必要はなく、
たとえば、第２脈波の上ピークＰｕ２のみを検出してそ
の上ピークＰｕ２に基づいて、上ピーク用時間ゲートお
よび下ピーク用時間ゲートを別々に設定したり或いは上
ピークおよび下ピークを共に通過させ得る単一の時間ゲ
ートを設定するように構成することもできる。

【００２３】また、前記実施例では、脈波センサ３４の
手首４０に対する押圧力はバンド３８の装着状態によっ
て決定されるようになっているが、たとえば本出願人が
先に出願して公開された実開平２−８２３０９号公報に
記載されているように、手首等に取り付けられるハウジ
ング内に脈波センサを突出し可能に設けてそのハウジン
グ内の圧力を調節することにより脈波センサの押圧力を
決定するようにしてもよい。

【００２４】また、前記実施例では、カフ１０は上腕部
に装着されており且つ脈波センサ３４は手首４０に装着
されているが、必ずしもその必要はなく、たとえば、カ
フが大腿部に、脈波センサが足の甲にそれぞれ装着され
ていてもよい。

【００２５】また、前記実施例では、動脈を押圧するこ
とにより第２脈波（圧脈波）を検出する脈波センサ３４
が用いられているが、必ずしもその必要はなく、たとえ
ば、血液の酸素飽和度を光学的に測定するためのオキシ
メータのプローブを脈波センサとして用いて第２脈波を
光学的に検出するように構成することもできる。

【００２６】また、前記実施例では、脈波弁別手段は脈
波弁別回路２４にて構成されているが、制御装置２８内
にソフトウェアにて構成されても差し支えない。

【００２７】また、前記実施例では、カフ圧Ｐの降圧過
程で血圧測定が行われているが、昇圧過程で血圧測定が
行われてもよい。

【００２８】また、前記実施例では、カフ１０により一
定時間毎に繰り返し血圧値が測定され且つ脈波センサ３
４からの脈波等に基づいて血圧値が１拍毎にモニタされ
るように構成されているが、カフ１０により血圧値を１
回だけ測定するものであってもよいし、脈波センサ３４
からの脈波をカフ１０からの脈波のピークを検出するた
めにのみ用いてもよい。

【００２９】その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範
囲において種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたオシロメトリック型自動血
圧測定装置の一例を示す図であって、その構成を示すブ
ロック線図である。

【図２】図１の装置の作動を説明するためのフローチャ
ートであって、メインルーチンを示す図である。

【図３】図１の装置の作動を説明するためのフローチャ
ートであって、サブルーチンを示す図である。

【図４】第２脈波の波形，第１脈波の波形，および第２
脈波のピークの検出に基づいて設定される時間ゲートの
一例をそれぞれ示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１０　　カフ １４　　圧力センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　生体内の動脈を圧迫するためのカフと
   、該カフの圧迫圧力を検出して該圧迫圧力を表す圧力信
   号を出力する圧力センサと、該圧力信号の振動成分であ
   る脈波信号を弁別する脈波弁別手段とを備え、前記圧迫
   圧力の変化過程で逐次得られる前記脈波信号が表す第１
   脈波の振幅の変化に基づいて血圧値を決定する形式のオ
   シロメトリック型自動血圧測定装置であって、前記カフ
   とは別の位置において前記生体の動脈上に配置され、該
   動脈から発生する第２脈波を検出する脈波センサと、前
   記第２脈波のピークを検出するピーク検出手段と、前記
   第２脈波のピークの検出に基づいて開閉させられ、前記
   第１脈波のピークの発生が予定される一定期間だけ前記
   脈波信号の通過を許容するゲート手段とを含むことを特
   徴とするオシロメトリック型自動血圧測定装置。