JPH05115448A - Waveform processor - Google Patents

Waveform processor

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JPH05115448A
JPH05115448A JP3279321A JP27932191A JPH05115448A JP H05115448 A JPH05115448 A JP H05115448A JP 3279321 A JP3279321 A JP 3279321A JP 27932191 A JP27932191 A JP 27932191A JP H05115448 A JPH05115448 A JP H05115448A
Authority
JP
Japan
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parameter
pattern
pulse wave
unit
waveform
Prior art date
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Pending
Application number
JP3279321A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Inage
勝行 稲毛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
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Publication of JPH05115448A publication Critical patent/JPH05115448A/en
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  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize the measurement with high accuracy by eliminating a waveform component exerting an adverse influence on an object measurement from among observed waveforms. CONSTITUTION:This processor is constituted of a pulse wave measuring part 1, a parameter part 2 for calculating a pattern of a parameter of amplitude, etc., from an observed pulse wave, a holding part 3 for storing the pattern of this parameter, a pattern holding part 4 for holding a standard pattern of the parameter, a comparing part 5 for comparing the pattern of an observed parameter with that of a standard parameter, a correcting part 6 for correcting an observed pulse wave envelope based on the result of this comparison, and a blood pressure estimating part 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、振動法方式の電子血
圧計等に使用される波形処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveform processing device used in a vibration method type electronic blood pressure monitor or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、振動法方式の電子血圧計は、カ
フで動脈の血流を止め、その後、カフ圧を微速排気して
ゆく過程で、カフ圧に重畳される脈波成分を抽出し、例
えば、そのパラメータとして各脈波の振幅を算出し、こ
れをカフ圧変化対応で配列したものの包絡線に、所定の
アルゴリズムを適用して、最高血圧や最適血圧を決定し
ている。
2. Description of the Related Art Generally, a vibration method electronic blood pressure monitor extracts a pulse wave component superimposed on the cuff pressure in the process of stopping the blood flow in an artery with a cuff and then slowly discharging the cuff pressure. For example, the amplitude of each pulse wave is calculated as the parameter, and a predetermined algorithm is applied to the envelope of what is arranged in correspondence with the change in cuff pressure to determine the systolic blood pressure and the optimal blood pressure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の振動法
採用の電子血圧計では、脈波振幅をパラメータとする包
絡線を用いて血圧決定を行うものであるから、脈波の数
が十分に観測されない場合や、脈波の中に、体動または
不整脈による異常な波形が含まれる場合には、これが悪
影響し、正確な脈波の推定、ひいては血圧決定ができな
いという問題があった。
In the above-mentioned conventional electronic blood pressure monitor employing the vibration method, the blood pressure is determined by using the envelope curve having the pulse wave amplitude as a parameter, so that the number of pulse waves is sufficient. When it is not observed or when the pulse wave includes an abnormal waveform due to body movement or arrhythmia, this has a bad influence, and there is a problem that accurate pulse wave estimation and eventually blood pressure determination cannot be performed.

【0004】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たもので、観測された波形の中から、目的とする測定に
悪影響を与える波形成分を除去し、精度の良い測定を実
現し得る波形処理装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and a waveform capable of realizing accurate measurement by removing a waveform component which adversely affects a target measurement from the observed waveform. It is intended to provide a processing device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び作用】この発明の波形
処理装置は、波形の観測手段と、観測された波形より所
定のパラメータのパターンを計算するパラメータ計算手
段と、パラメータの標準的なパターンを保持する記憶手
段と、前記計算されたパラメータのパターンと前記保持
された標準的なパターンとを比較する比較手段と、この
比較手段の比較結果に基づいて、前記観測された波形の
パラメータを補正する補正手段とから構成されている。
The waveform processing apparatus of the present invention comprises a waveform observing means, a parameter calculating means for calculating a pattern of a predetermined parameter from the observed waveform, and a standard pattern of parameters. Storage means for holding, comparison means for comparing the pattern of the calculated parameter with the held standard pattern, and correcting the parameter of the observed waveform based on the comparison result of the comparison means. Compensation means.

【0006】この波形処理装置では、観測手段で観測さ
れた波形のパラメータのパターンと、記憶保持している
標準的なパラメータのパターンが比較され、両パターン
が一致しないと、その比較結果に応じ、観測された波形
のパラメータが補正される。この波形処理装置を、例え
ば電子血圧計の脈波振幅の包絡線を得る装置として使用
すると、体動や不整脈により、標準的とされる脈波包絡
線が得られないと比較により、これが補正されるので、
体動や不整脈による悪影響を受けることなく、精度の高
い血圧測定が可能となる。
In this waveform processing apparatus, the pattern parameter pattern of the waveform observed by the observing means and the standard parameter pattern stored and held are compared. If the two patterns do not match, the comparison result is The parameters of the observed waveform are corrected. When this waveform processing device is used, for example, as a device for obtaining the envelope of the pulse wave amplitude of an electronic sphygmomanometer, it can be corrected by comparison with the fact that a standard pulse wave envelope cannot be obtained due to body movement or arrhythmia. So
It is possible to measure blood pressure with high accuracy without being adversely affected by body movement and arrhythmia.

【0007】[0007]

【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。図1は、この発明の一実施例装置の構成を
示すブロック図である。この実施例装置は、本発明の波
形処理装置を、振動法採用の電子血圧計の脈波処理装置
に適用したものである。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the waveform processing device of the present invention is applied to a pulse wave processing device of an electronic sphygmomanometer adopting a vibration method.

【0008】この実施例電子血圧計は、脈波測定部(観
測部)1と、パラメータ計算部2と、保持部3と、パタ
ーン保持部4と、比較部5と、修正部6と、血圧推定部
7とから構成されている。なおパターン保持部4、比較
部5及び修正部6でパラメータ補正部8を構成してい
る。脈波測定部1は、カフ、圧力センサ、加圧ポンプ、
排気弁等、よく知られた部分を含み、カフの加圧あるい
は減圧する過程で知られる脈波形を測定する。パラメー
タ計算部2は、脈波測定部1にて測定した脈波形につい
て振幅、平均値等の波の形状を表示するパラメータを計
算する。保持部3は、パラメータ計算部2で計算したパ
ラメータを時系列的に記憶保持する。パターン保持部4
は、標準的な脈波包絡線の極値の数、包絡線の傾き(最
大振幅−平均振幅)パターンをメンバシップ関数のルー
ルの形で保持し、比較部5の照合部から参照される。
The electronic blood pressure monitor of this embodiment includes a pulse wave measuring unit (observing unit) 1, a parameter calculating unit 2, a holding unit 3, a pattern holding unit 4, a comparing unit 5, a correcting unit 6, and a blood pressure. The estimation unit 7 is included. The pattern holding unit 4, the comparison unit 5, and the correction unit 6 form a parameter correction unit 8. The pulse wave measurement unit 1 includes a cuff, a pressure sensor, a pressure pump,
A well-known part such as an exhaust valve is included, and a known pulse waveform is measured in the process of pressurizing or depressurizing the cuff. The parameter calculation unit 2 calculates parameters for displaying the wave shape such as amplitude and average value of the pulse waveform measured by the pulse wave measurement unit 1. The holding unit 3 stores and holds the parameters calculated by the parameter calculation unit 2 in time series. Pattern holding unit 4
Holds the number of extreme values of the standard pulse wave envelope and the slope (maximum amplitude-average amplitude) pattern of the envelope in the form of a membership function rule, which is referred to by the matching unit of the comparing unit 5.

【0009】比較部5は、図2に示すように、データ読
み込み部11、計算部12及び照合部13から構成さ
れ、保存部3に保有したデータのうち、振幅データを読
み込み、極大値と、極大/極小値の数、極大値前後の変
化(包絡線の傾き)を計算し、パターン保持部4の標準
パターンと照合し、異常の有無、異常脈波の検出を行
う。照合は、照合部13に内臓するファジィ推論エンジ
ンを用いる。比較の結果は、異常データの時系列番号、
正常、異常を示すフラグを出力する。
As shown in FIG. 2, the comparison unit 5 is composed of a data reading unit 11, a calculation unit 12 and a collation unit 13, and reads the amplitude data among the data held in the storage unit 3 to obtain a maximum value, The number of maximum / minimum values and the change before and after the maximum value (inclination of the envelope) are calculated and collated with the standard pattern of the pattern holding unit 4 to detect the presence / absence of an abnormality and the abnormal pulse wave. For the matching, a fuzzy inference engine built in the matching unit 13 is used. The result of the comparison is the time series number of abnormal data,
A flag indicating normal or abnormal is output.

【0010】修正部6は、比較部5からの信号を受け、
正常の場合は、何も行わず、保持部3のパラメータをそ
のまま血圧推定部7に送る。異常の場合は、異常データ
番号nの前後のデータを用いて補間を行う(図3参
照)。図3に示す補間方法は直線補間の場合であり、こ
の補間により定まる補間値Yn は、 補間値Yn =(Yn+1 −Yn-1 )/2+Yn-1 ……(1) となる。血圧推定で用いるパラメータ全てについて補間
を行った後、血圧推定部7に補間を施したデータを送
る。
The correction unit 6 receives the signal from the comparison unit 5,
If normal, nothing is done and the parameters of the holding unit 3 are sent to the blood pressure estimating unit 7 as they are. In the case of abnormality, interpolation is performed using the data before and after the abnormality data number n (see FIG. 3). The interpolation method shown in FIG. 3 is a case of linear interpolation, and the interpolation value Y n determined by this interpolation is the interpolation value Y n = (Y n + 1 −Y n-1 ) / 2 + Y n−1 (1) Becomes After interpolating all the parameters used for blood pressure estimation, the interpolated data is sent to the blood pressure estimating unit 7.

【0011】血圧推定部7は、脈波振幅等のパラメータ
から血圧を推定する。推定のアルゴリズムは、すでによ
く知られたものを使用すればよい。例えば、カフ圧対脈
波振幅特性において、脈波振幅のピーク値に対し、0.
5である振幅に対する高カフ圧側のカフ圧を最高血圧と
推定し、脈波振幅のピーク値に対し0.7である振幅に
対する低カフ圧側のカフ圧を最低血圧と推定する。
The blood pressure estimating unit 7 estimates blood pressure from parameters such as pulse wave amplitude. A well-known algorithm may be used as the estimation algorithm. For example, in the cuff pressure-pulse wave amplitude characteristic, the peak value of the pulse wave amplitude is 0.
The cuff pressure on the high cuff pressure side for the amplitude of 5 is estimated as the systolic blood pressure, and the cuff pressure on the low cuff pressure side for the amplitude of 0.7 for the peak value of the pulse wave amplitude is estimated as the diastolic blood pressure.

【0012】ここで、比較部5の処理について、さらに
具体的に説明する。ここでは、極値を検出し、極地の数
と、各極大値とその前後の傾きの平均を用いてファジィ
推論を行い、正常な極大値と異常な極大値とを分類す
る。図4の如き、包絡線であると、極値はn、t、wの
3点であり、この極大値前後の傾き平均を A−S*=(絶対値a+絶対値b)/2として求める。
Now, the processing of the comparison section 5 will be described more specifically. Here, the extreme value is detected, and fuzzy inference is performed using the number of polar areas and each maximum value and the average of the slopes before and after it, and the normal maximum value and the abnormal maximum value are classified. If it is an envelope as shown in FIG. 4, there are three extreme values, n, t, and w, and the average slope before and after this maximum value is obtained as A−S * = (absolute value a + absolute value b) / 2. ..

【0013】ただし*は極大値のデータ番号、aは極大
値の前の傾き、bは極大値の後の傾きである。なお、パ
ターン保持部4には、図5に示す極小値P−S、図6に
示す極大値P−B、図7に示す極大値前後の傾きの平均
値A−S、及び図7に示す結論DECのメンバシップ関
数が記憶されており、さらに次に示す、異常検出のルー
ルも記憶されている。
However, * is the data number of the maximum value, a is the slope before the maximum value, and b is the slope after the maximum value. The pattern holding unit 4 has a minimum value P-S shown in FIG. 5, a maximum value P-B shown in FIG. 6, an average value A-S of slopes before and after the maximum value shown in FIG. 7, and FIG. Conclusion The membership function of DEC is stored, and the following rules for abnormality detection are also stored.

【0014】 *if(もし)P−B is 大 then(であるなら) 異常 *if P−S is 大 then 異常 *if P−B is 小 and A−S is 小 then 正常 *if P−S is 小 and A−S is 大 then 異常 次に、図9、図10に示すフローにより、脈波包絡線の
正常・異常判定処理について説明する。
* If (if) P-B is large then (if it is) abnormal * if P-Sis large then abnormal * if P-B is small and A-S is small then normal * if P-S is Small and A-Sis Large then Abnormality Next, the normal / abnormality determination processing of the pulse wave envelope will be described with reference to the flows shown in FIGS. 9 and 10.

【0015】動作開始で、先ず変数n(時系列的に配列
された振幅のデータ番号)を0にする〔ステップST
(以下STと略す)1〕。次に、n+1番目の振幅A
n+1 からn番目の振幅An を減算して、Sn とし、同じ
く、n+2番目の振幅An+2 からn+1番目の振幅A
n+1 を減算してSn として(ST2)、Sn とSn+1
符号が同じか判定する(ST3)。符号が同じであれ
ば、振幅は少なくとも上昇しているか、下降しているの
かのいずれかなので、変数nに+1して(ST4)、ス
テップST2〜ST4の処理を繰り返す。
At the start of operation, the variable n (data number of amplitude arranged in time series) is first set to 0 [step ST
(Hereinafter abbreviated as ST) 1]. Next, the n + 1th amplitude A
The nth amplitude A n is subtracted from n + 1 to obtain S n, and similarly, the n + 2nd amplitude A n + 2 to the n + 1th amplitude A
N + 1 is subtracted to obtain S n (ST2), and it is determined whether S n and S n + 1 have the same sign (ST3). If the signs are the same, the amplitude is at least rising or falling, so the variable n is incremented by 1 (ST4), and the processes of steps ST2 to ST4 are repeated.

【0016】やがて、極大点か、極小点に達すると、S
n とSn+1 は、符号が相違することとなるので、ステッ
プST3の判定がNOとなり、ステップST5に移る。
ステップST5では、変化値Sn からSn+1 への符号の
変化が十から一への変化か、判定する。そうであるな
ら、その間に極大値を含むことを意味するので、極大値
数P−Bを+1カウントし(ST6)、Sn の絶対値と
n+1 の絶対値の平均、つまり、極大値前後の傾斜の平
均値を求め、これを保存する(ST7)。ST3におけ
る符号の変化が、一から十への場合は、ステップST5
の判定がNOとなり、この場合は、間に極小値を含むこ
とになるので、極小値数P−Sを+1カウントする(S
T8)。ステップST7、あるいはステップST8の次
に、ステップST9に移る。そしてデータ終わりか否か
判定する。最終データでない場合は、変数nを+1して
(ST10)、ステップST2に戻り、データ終わりと
なるまでST2〜ST10の処理を取り返す。これによ
り、脈波包絡線の、極大値数、極大値前後の傾きの平
均、極小値の数が求められる。
Eventually, when the maximum point or the minimum point is reached, S
Since n and S n + 1 have different signs, the determination in step ST3 is NO, and the process proceeds to step ST5.
In step ST5, it is determined whether the change in code from the change value S n to S n + 1 is a change from ten to one. If so, it means that include a maximum value therebetween, and +1 counts the maximum value of the number P-B (ST6), the average of the absolute value and the absolute value of S n + 1 of S n, that is, the maximum The average value of the slopes before and after the value is calculated and stored (ST7). If the sign change in ST3 is from 1 to 10, step ST5
Is NO, and in this case, the minimum value is included between them, so the minimum value number P−S is incremented by 1 (S
T8). After step ST7 or step ST8, the process proceeds to step ST9. Then, it is determined whether or not the data has ended. If it is not the final data, the variable n is incremented by 1 (ST10), the process returns to step ST2, and the processes of ST2 to ST10 are repeated until the end of the data. As a result, the number of maximum values, the average of the slopes before and after the maximum value, and the number of minimum values of the pulse wave envelope are obtained.

【0017】すべての振幅データについて、ステップS
T2〜ST10の処理が終了すると、ステップST9の
判定がYESとなり、次に異常判定処理に移る。先ず、
変数Sを0にし(ST11)、保持してあるデータP−
S、P−B、A−S(S) を入力として、ファジィ推論を
実行する(ST12)。そして、判定結果が異常であれ
ば(ST13)、そのデータ番号を登録し(ST1
4)、判定結果が正常であれば、そのままとし、変数S
が極大値数P−Bに達するまで(ST15)、変数Sを
1前進して、ステップST12に戻り、ステップST1
2〜ST16の処理を繰り返す。変数Sが極大値数P−
Bに達すると、極大値数に対応するデータの正常/異常
の判定を終了したので、この処理を終了する。
For all amplitude data, step S
When the processes of T2 to ST10 are completed, the determination in step ST9 becomes YES, and the process then proceeds to the abnormality determination process. First,
The variable S is set to 0 (ST11), and the held data P-
Fuzzy inference is executed by inputting S, P-B and A-S (S) (ST12). If the determination result is abnormal (ST13), the data number is registered (ST1
4) If the determination result is normal, leave it as it is and set the variable S
Until the maximum value P-B is reached (ST15), the variable S is advanced by 1, the process returns to step ST12, and step ST1.
The processes of 2 to ST16 are repeated. The variable S is the maximum number P-
When it reaches B, the determination of normality / abnormality of the data corresponding to the maximum value number is completed, so this process is completed.

【0018】なお、上記実施例は、本発明を電子血圧計
に適用した場合を説明したが、本発明は、その他の種々
の波形を処理する装置に適用することができる。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the electronic sphygmomanometer has been described. However, the present invention can be applied to other various waveform processing devices.

【0019】[0019]

【発明の効果】この発明によれば、標準パラメータのパ
ターンと相違する観測波形のパラメータのパターンであ
ると、比較により、これを異常と判定し、適宜な補正を
加えるので、波形処理の精度が向上する。特に電子血圧
計として使用する場合には、脈圧の推定精度が向上する
し、加圧中などの観測可能な脈波が少ない場合でも、精
度の良い脈圧の推定が可能となる、等の利点がある。
According to the present invention, if the pattern of the observed waveform is different from the pattern of the standard parameter, it is judged as abnormal by comparison and appropriate correction is applied, so that the accuracy of the waveform processing is improved. improves. Especially when used as an electronic sphygmomanometer, the estimation accuracy of pulse pressure is improved, and even when there are few observable pulse waves during pressurization, accurate estimation of pulse pressure is possible, etc. There are advantages.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例装置の構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施例を構成する比較部の内部構成を示す
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a comparison unit that constitutes the embodiment.

【図3】上記実施例における異常脈波包絡線及びその補
間方法を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an abnormal pulse wave envelope and an interpolation method thereof in the above embodiment.

【図4】脈波包絡線における極大値の数及び、その前後
の傾斜平均を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the number of maximum values in a pulse wave envelope and the slope average before and after the maximum value.

【図5】極小値のメンバシップ関数を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a membership function of a minimum value.

【図6】極大値のメンバシップ関数を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a membership function of a maximum value.

【図7】極大値の前後の傾斜の平均値のメンバシップ関
数を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a membership function of an average value of slopes before and after the maximum value.

【図8】ファジィ推論の出力のメンバシップ関数を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a membership function as an output of fuzzy inference.

【図9】実施例装置の異常判定処理を説明するためのフ
ロー図である。
FIG. 9 is a flowchart for explaining an abnormality determination process of the embodiment apparatus.

【図10】実施例装置の異常判定処理を説明するための
フロー図である。
FIG. 10 is a flowchart illustrating an abnormality determination process of the apparatus according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 脈波測定部 2 パラメータ計算部 3 保存部 4 パターン保持部 5 比較部 6 修正部 1 pulse wave measurement unit 2 parameter calculation unit 3 storage unit 4 pattern holding unit 5 comparison unit 6 correction unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】波形の観測手段と、観測された波形より所
定のパラメータのパターンを計算するパラメータ計算手
段と、パラメータの標準的なパターンを保持する記憶手
段と、前記計算されたパラメータのパターンと前記保持
された標準的なパターンとを比較する比較手段と、この
比較手段の比較結果に基づいて、前記観測された波形の
パラメータを補正する補正手段とからなる波形処理装
置。
1. A waveform observation means, a parameter calculation means for calculating a pattern of a predetermined parameter from the observed waveform, a storage means for holding a standard pattern of parameters, and the calculated parameter pattern. A waveform processing device comprising: a comparison unit that compares the held standard pattern; and a correction unit that corrects the observed waveform parameter based on the comparison result of the comparison unit.
JP3279321A 1991-10-25 1991-10-25 Waveform processor Pending JPH05115448A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999050620A1 (en) * 1998-03-31 1999-10-07 Masayoshi Shimono Method of interpolating data on time-series signal and recording medium on which program therefor is recorded
US6999685B1 (en) 1997-01-31 2006-02-14 Seiko Epson Corporation Polarized light communication device, transmitter, laser, polarized light communication device for physiological use, reflected light detector and pulse wave detecting device
JP2013116264A (en) * 2011-12-05 2013-06-13 Citizen Holdings Co Ltd Electronic sphygmomanometer

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