JPH05309073A

JPH05309073A - 電子血圧計

Info

Publication number: JPH05309073A
Application number: JP4120201A
Authority: JP
Inventors: Toru Fujii; 徹藤井
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1992-05-13
Filing date: 1992-05-13
Publication date: 1993-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】医師が聴診法で測定した場合と、ほぼ一致し
た血圧値を出力し得る電子血圧計を提供する。【構成】血圧推定装置７で推定される最高血圧と聴診
法で実測した最高血圧の相関を最高血圧変換テーブル記
憶部１３に、推定される最低血圧と聴診法で実測した最
低血圧の相関を、最低血圧変換テーブル記憶部１４に、
予め記憶しておき、血圧測定時に、血圧推定装置７で推
定した最高血圧、最低血圧を、それぞれ、最高血圧補正
装置１１、最低血圧補正装置１２で最高血圧変換テーブ
ル、最低血圧変換テーブルを参照して補正し、補正した
最高血圧、最低血圧を表示装置１７で表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、医師の測定結果に基
づいて、推定（決定）血圧を補正できる出力補正機能付
の電子血圧計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、生体の血圧測定は、医師が水銀圧
力計でカフ圧を測定しつつ、生体の脈波のコロトコフ音
を聴診器で聞くことにより決定する、いわゆる聴診法
か、電子血圧計で、よく知られたＫ音（コロトコフ音）
法や、カフ圧の変化過程で連続的に脈波の振幅を監視し
て血圧推定を行うオシロメトリック法を採用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の血圧測
定方法では、聴診法による場合は、測定に熟練を要し、
一般素人向きではないし、また、例えばオシロメトリッ
ク電子血圧計では、脈波の振幅と、医師が聴診法で決定
した最高血圧、最低血圧の関係に個人差によるばらつき
があるため、オシロメトリック法により推定した血圧値
と聴診法により決定した血圧値が一致しない、という問
題があった。

【０００４】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであって、聴診法で測定した場合と、ほぼ一致し
た値で血圧測定が可能な電子血圧計を提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】この発明の電子
血圧計は、カフと、カフ圧を制御するカフ圧制御手段
と、カフ圧を検出する圧力検出手段と、カフ圧変化過程
で血管情報を検出する血管情報検出手段と、この血管情
報検出手段の出力信号及び前記圧力検出手段の出力信号
に基づいて最高血圧及び最低血圧を決定する血圧決定手
段とから成るものにおいて、前記血圧決定手段で決定さ
れる血圧値と聴診法で実測した血圧値の相関を記憶する
記憶手段と、前記血圧決定手段で血圧値が決定される
と、前記記憶手段を参照して、決定血圧値に対し補正さ
れた血圧値を出力する血圧補正手段を備えている。

【０００６】この電子血圧計では、血圧決定手段で電子
的に、最高血圧と最低血圧が決定された後、この決定さ
れた血圧値に対応して、記憶手段に記憶される血圧決定
手段での決定値と、聴診法で実測した血圧値の相関特性
より、補正された血圧値を出力する。これにより、従来
の電子血圧計よりも、聴診法で測定する場合と、ほぼ同
値の血圧測定が可能となる。

【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電子血圧計の
システム構成を示すブロック図である。この電子血圧計
はカフ１と、血圧計起動ＳＷ２と、カフ圧制御装置３
と、圧力センサ４と、ローパスフィルタ５と、ハイパス
フィルタ６と、血圧推定装置７と、個人ＩＤ入力装置８
と、学習／実行切替装置９と、血圧値入力装置１０と、
最高血圧補正装置１１と、最低血圧補正装置１２と、最
高血圧変換テーブル記憶部１３と、最低血圧変換テーブ
ル記憶部１４と、最高血圧学習装置１５と、最低血圧学
習装置１６と、表示装置１７とを備えている。

【０００８】血圧計起動ＳＷ２は、血圧計を起動し、カ
フ圧最大値をユーザに入力させる。また、個人ＩＤ入力
装置８に信号を送り、個人ＩＤをユーザに入力させる。
その後、学習／実行切替装置に学習／実行モードの設定
が行われた後に、設定されたカフ圧最大値をカフ圧制御
装置３に送る。カフ圧制御装置３は、与えられたカフ圧
最大値まで、カフ圧を急上昇させ、カフ圧がカフ圧最大
値に達したら、カフ圧をなだらかに減圧する。その後、
血圧の推定が完了した後、カフ１の中の空気をすべて抜
く。

【０００９】ローパスフィルタ５は、圧力センサ４の出
力値（脈波振幅＋カフ圧）からカフ圧を導出し、ハイパ
スフィルタ６は、圧力センサ４の出力値から脈波振幅成
分を検出する。血圧推定装置７は、カフ圧とその時の脈
波振幅をローパスフィルタ５、ハイパスフィルタ６から
受取り、オシロメトリック法により、最高血圧と最低血
圧を推定する。オシロメトリック（振動）法それ自体
は、非常によく知られた測定方法なので説明は省略す
る。ここで推定した最高血圧は、最高血圧補正装置１１
に、最低血圧は最低血圧補正装置１２に送られる。その
後、カフ圧制御装置に、血圧推定が終了したことを知ら
せて、カフ１の空気をすべて抜かせる。

【００１０】個人ＩＤ入力装置８は、血圧計起動ＳＷ２
で、カフ圧最大値を設定した後、個人ＩＤをユーザに入
力させる。その後、その個人ＩＤを、最高血圧補正装置
１１、最低血圧補正装置１２に送り、処理の制御を学習
／実行切替装置９に渡す。学習／実行切替装置９は、個
人ＩＤ入力装置８で個人ＩＤが設定された後、学習／実
行モードの切り替えをユーザに設定させる。そして学習
モードか、実行モードかの情報を最高血圧補正装置１
１、最低血圧補正装置１２に送る。このとき、実行モー
ドであった場合は、処理の制御を血圧計起動ＳＷ２渡
す。学習モードであった場合は、さらに、血圧値入力装
置１０で、医師の聴診法により決定した最高血圧、最低
血圧をユーザに入力させてから、処理の制御を血圧計起
動ＳＷ２に渡す。

【００１１】血圧値入力装置１０は、学習モードであっ
た場合、学習／実行切替装置９で学習／実行モードの切
り替えを設定した後、医師の聴診法により決定した最高
血圧、最低血圧をユーザに入力させる。その後、ここで
設定された最高血圧を最高血圧学習装置１５に最低血圧
を最低血圧学習装置１６に送る。最高血圧補正装置１１
は、血圧推定装置７から受取った最高血圧を最高血圧変
換テーブルにしたがって補正する。最高血圧変換テーブ
ルは、個人ＩＤ入力装置８から受け取った個人ＩＤに対
応するものを最高血圧変換テーブル記憶部１３から選択
する。もしも、個人ＩＤに対応する最高血圧変換テーブ
ルが、最高血圧変換テーブル記憶部１３になければ、基
本の最高血圧変換テーブルをコピーして、そのコピーを
送られてきた個人ＩＤに割り当てる。

【００１２】実行モードであった場合は、受け取った最
高血圧と最高血圧変換テーブルから、最高血圧を補正し
て、表示装置１７に補正した最高血圧を送り、表示装置
１７に表示させる。学習モードであった場合は、受け取
った最高血圧と最高血圧変換テーブルを最高血圧学習装
置１５に送り、最高血圧学習装置１５で最高血圧変換テ
ーブルを修正し、その修正された最高血圧変換テーブル
を送り返してもらう。そして、修正、返送された最高血
圧変換テーブルを最高血圧変換テーブル記憶部１３に格
納し、血圧計自体の処理を終了する。

【００１３】最低血圧補正装置１２は、上記した最高血
圧補正装置１１の説明に関し、最高血圧の語を、最低血
圧に置き換えれば、全く同様である。最高血圧学習装置
１５は、学習モードであった場合、血圧値入力装置１０
から医師の聴診法により決定した最高血圧を、最高血圧
補正装置１１から推定された最高血圧と最高血圧変換テ
ーブルをそれぞれ受け取り、最高血圧変換テーブルを修
正する。修正された最高血圧変換テーブルは、最高血圧
補正装置１１に送る。

【００１４】最低血圧学習装置１６は、学習モードであ
った場合、同様に、血圧値入力装置１０から医師の聴診
法により決定した最低血圧を、最低血圧補正装置１２か
ら推定された最低血圧と最低血圧変換テーブルをそれぞ
れ受け取り、最低血圧変換テーブルを修正する。修正さ
れた最低血圧変換テーブルは、最低血圧補正装置１２に
送る。

【００１５】表示装置１７は、実行モードであった場
合、最高血圧補正装置１１及び最低血圧補正装置１２か
ら補正された最高血圧と最低血圧を受け取り、その最高
血圧、最低血圧を表示する。次に、この実施例電子血圧
計の全体動作を、図２、図３のフローチャートに基づい
て説明する。

【００１６】先ず、血圧計起動ＳＷ２をオンし〔ステッ
プＳＴ（以下ＳＴと略す）１〕、加圧すべきカフ圧の最
大値を入力設定する（ＳＴ２）。また、個人ＩＤ入力装
置８により、個人ＩＤを入力する（ＳＴ３）。そして、
このＩＤに対応して最高血圧変換テーブルを最高血圧補
正装置１１に設定する（ＳＴ４）とともに、最低血圧変
換テーブルを最低血圧補正装置１２に設定する（ＳＴ
５）。これら最高血圧変換テーブル、最低血圧変換テー
ブルについては後に説明する。

【００１７】続いて、学習／実行切替装置９で、学習モ
ードか、実行モードかの切替設定がなされる（ＳＴ
６）。切替設定が、実行モードの場合には、ＳＴ７の
“学習モードか”の判定はＮＯとなり、カフ圧を最大値
まで加圧した（ＳＴ８）後、カフ圧をなだらかに減圧し
（ＳＴ９）、その減圧過程でオシロメトリック法によ
り、最高血圧、及び最低血圧の推定を行う（ＳＴ１
０）。血圧推定が終了する（ＳＴ１１）と、カフの空気
を抜く（ＳＴ１２）。そして、最高血圧補正装置１１
は、血圧推定装置７からの推定された最高血圧と、最高
血圧変換テーブルにより、最高血圧変換を行い（ＳＴ１
３）、補正した最高血圧を得る。また、最低血圧補正装
置１２は、血圧推定装置７からの推定された最低血圧
と、最低血圧変換テーブルにより、最低血圧変換を行い
（ＳＴ１４）、補正した最低血圧を得、これら最高血
圧、最低血圧を表示装置１７に表示する（ＳＴ１５）。

【００１８】ＳＴ７で、学習モードの場合は、ＳＴ１６
に移り、最高血圧変換テーブルを最高血圧変換テーブル
記憶部１３から読出し、最高血圧学習装置１５に設定す
る一方、最低血圧変換テーブルを最低血圧変換テーブル
記憶部１４から読出し、最低血圧学習装置１６に設定す
る（ＳＴ１７）。また、聴診法で医師が実測した、最高
血圧と、最低血圧の実測値も、血圧値入力装置１０よ
り、最高血圧学習装置１５と、最低血圧学習装置１６に
設定する（ＳＴ１８、ＳＴ１９）。その後、カフ圧制御
装置４で、カフ圧を最大値まで、加圧し（ＳＴ２０）、
最大値まで加圧すると、その後は、カフ圧をなだらかに
減圧し（ＳＴ２１）、オシロメトリック法で血圧推定を
行う（ＳＴ２２）。

【００１９】血圧推定が終了すると（ＳＴ２３）、カフ
の空気を抜き（ＳＴ２４）、推定した最高血圧を最高血
圧学習装置１５に設定し（ＳＴ２５）、最高血圧学習装
置１５では、設定された最高血圧変換テーブル、実測最
高血圧、推定最高血圧により、最高血圧変換テーブルを
学習し（ＳＴ２６）、新たな最高血圧変換テーブルを最
高血圧変換テーブル記憶部１３に格納する（ＳＴ２
７）。また、推定された最低血圧を最低血圧学習装置１
６に設定し（ＳＴ２８）、最低血圧学習装置１６では、
設定された最低血圧変換テーブル、実測最低血圧、推定
最低血圧により、最低血圧変換テーブルを学習し（ＳＴ
２９）、これを最低血圧変換テーブル記憶部１４に格納
する（ＳＴ３０）。

【００２０】次に、最高血圧補正装置１１で実行される
最高血圧を補正するための処理（アルゴリズム）につい
て説明する。なお、ここでは、最高血圧の補正方法のみ
について説明し、最低血圧の補正方法は、最高血圧の補
正方法と全く同様の方法で実現できるので、説明を省略
する。図４に、最高血圧変換テーブルから最高血圧を推
定するイメージを、図５は最高血圧変換テーブルを、図
６は、最高血圧の補正処理ルーチンのフローチャートを
示す図である。図４においては、横軸に聴診法での最高
血圧の実測値ｐｈ₂をとり、縦軸にオシロメトリック法
での推定値（最高血圧ｐｈ₁）を示しており、×印が最
高血圧変換テーブルの値であり、直線は、最高血圧変換
結果のグラフである。図４、図５に示すように、最高血
圧変換テーブルは、最高血圧を補正する関数の代表値を
テーブルとして記憶している。基本的には、最高血圧変
換テーブルの各代表値は、補正前の最高血圧（ｐｈ₁）
の軸を幅δで区切った分割領域Δｉに、それぞれ１つず
つ存在する。

【００２１】学習モードの時に最高血圧変換テーブルを
修正した場合、分割領域Δｉに代表値が存在しない場合
もあるが、この時は、最高血圧変換テーブルの消去フラ
グに１が設定されているものとする（この点については
後述する）。また、最初に最高血圧変換テーブルを使用
する場合、例えば、全く初めて血圧計を起動した場合、
初めて入力された個人ＩＤが入力された場合等には、図
４の上部のグラフに示すように、ｐｈ₂＝ｐｈ₁の関数
の代表値を持った、最高血圧変換テーブルをコピーして
用いる。

【００２２】最高血圧の補正処理は、図６に示すよう
に、先ず変換前の最高血圧（推定値）ｐｈ₁を算出し
（ＳＴ３１）、変数ｉを０にした後（ＳＴ３２）、ｉを
１インクリメントし（ＳＴ３３）、最高血圧変換テーブ
ルの分割領域名Δｉ（ｉ＝１）の消去フラグが０か否か
判定する（ＳＴ３４）。図５の例の場合、分割領域名Δ
ｉの消去フラグは０なので、次にｐｈ_{1 i}≧ｐｈ₁か、
判定する（ＳＴ３５）。推定した変換前の最高血圧ｐｈ
₁が、最高血圧変換テーブルの分割領域Δｉ＝１の、つ
まりΔ１のｐｈ₁値であるｐｈ_{1 i}より大きい場合は、
ＳＴ３３に戻り、ｉをインクリメントしながら、領域Δ
ｉの消去フラグが０のものにつき、“ｐｈ₁ _i≧ｐｈ₁
か”の判定を行い、この判定がＹＥＳとなると、つまり
ｐｈ₁がｐｈ _{1 i}以下になると、次式より、変換後の最
高血圧ｐｈ₂を算出し、補正を終了する（ＳＴ３６）。

【００２３】ｐｈ₂=(ｐｈ_2i−ｐｈ_2i-1)(ｐｈ₁−ｐｈ_1i)/(ｐｈ_1i−ｐｈ_1i-1)+ｐｈ_2i 次に、最高血圧変換テーブルの修正処理について図４、
図５及び図７、図８により、説明する。なお、ここで
は、最高血圧変換テーブルの修正方法にのみについて説
明するが、最低血圧変換テーブルの修正方法も全く同様
の方法で実現可能であるので、説明を省略する。

【００２４】この最高血圧変換テーブルの修正は、最高
血圧学習装置１５により実行される。手順としては、血
圧補正処理の場合と同様にして、最高血圧の補正を行
い、血圧計の推定した最終的な最高血圧ｐｈ₂を算出す
る（ＳＴ４１、…、ＳＴ４６）。次に医師の聴診法によ
り決定された最高血圧ｐｈを設定し（ＳＴ４７）、両者
の誤差Ｅ＝（ｐｈ₂−ｐｈ）の絶対値を算出する（ＳＴ
４８）。そして、この誤差Ｅが、許容誤差θ_Eより、小
さいか否かを判定し（ＳＴ４９）、小さければ、修正な
しで処理を終了する。もし、誤差Ｅが許容誤差θ_Eよ
り、大きければ、ＳＴ５０以下の処理に移り、最高血圧
変換テーブルを修正する。この場合、血圧計が推定した
補正前の最高血圧ｐｈ₁が、最高血圧変換テーブルのど
の分割領域Δｉに居しているかを調べる（ＳＴ５０、
…、ＳＴ５３）。それが、わかれば、その時の代表値ｐ
ｈ_1i、ｐｈ_2iを、血圧計が推定した補正前の最高血圧ｐ
ｈ₁と医師の聴診法により決定された最高血圧ｐｈにそ
れぞれ変更する（ＳＴ５４）。

【００２５】その後、例外処理を実行する。この処理
は、最高血圧変換テーブルにより作成される関数の入出
力関係が、必ず１対１対応になるように補正するために
行う。実際には、変更した分割領域Δｉの上の分割領域
Δｉ₊₁、Δｉ₊₂、…のｐｈ₂値（ｐｈ_2i+1、ｐｈ_2i+2、
…）を見て、医師の聴診法により決定された最高血圧ｐ
ｈより小さければ、その時の分割領域の代表値ｐｈ_2i自
体を０にクリアして、消去フラグを１に設定する（ＳＴ
５５、…、ＳＴ５７）。これは、図９のに相当する。
また、変更した分割領域Δｉの下の分割領域（Δｉ_-1、
Δｉ_-2、…）のｐｈ₂値（ｐｈ_2i-1、ｐｈ_2i-2、…）を
見て、医師の聴診法により決定された最高血圧ｐｈより
も大きければ、その時の分割領域の代表値ｐｈ_2i自体を
０クリアして、消去フラグに１を設定する（ＳＴ５８、
…、ＳＴ６０）。

【００２６】なお、上記実施例において、直線補間法を
採用したが、これに代えて、例えば階層型ニューラルネ
ットワークのバックプロバゲーション等の事例学習の学
習アルゴリズムを使用することもできる。この場合は、
最高血圧変換テーブル、最低血圧変換テーブルを事例学
習の学習アルゴリズムのサンプルデータとして用いて、
このサンプルデータが修正されるごとに、例えば、階層
型ニューラルネットワークを再学習させて、その時の階
層型ニューラルネットワークの重みを保持しておけば良
い。

【００２７】また最高血圧、最低血圧を実際補正する時
には、この階層型ニューラルネットワークの重みを読み
込んで階層型ニューラルネットワークを再現して、再現
された階層ニューラルネットワークにより、最高血圧、
最低血圧の補正を行うことになる。階層型ニューラルネ
ットワークを使用した場合、直線補間を行った場合と比
較して、関数の補間曲面が滑らかになるという利点があ
る。

【００２８】

【発明の効果】この発明によれば、血圧決定手段で決定
される血圧値と聴診法で実測した血圧値の相関を記憶す
る記憶手段と、血圧決定手段で血圧値が決定されると前
記記憶手段を参照して、血圧値に対し補正された血圧値
を出力する血圧補正手段を備えているので、従来の電子
血圧計と同様の扱いで、より聴診法に近い測定結果を得
ることができる。また聴診法により得た血圧値を基に、
オシロメトリック法等で推定した血圧値を補正するの
で、個人差による脈波振幅と、医師が決定した最高血
圧、最低血圧のばらつき関数を吸収することができ、電
子的に推定した血圧値と聴診法により決定した血圧値が
一致するので、理想に近い電子血圧計を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例電子血圧計の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】同実施例電子血圧計の全体動作を説明するため
の一部フロー図である。

【図３】図２とともに、同実施例電子血圧計の全体動作
を説明するためのフロー図である。

【図４】オシロメトリック法による推定値と聴診法の実
測値の相関を説明する図である。

【図５】同相関特性のデータ例を示す図である。

【図６】前記実施例電子血圧計の最高血圧変換テーブル
の補正を説明するフロー図である。

【図７】同実施例電子血圧計の最高血圧変換テーブルの
修正処理を説明するための一部のフロー図である。

【図８】図７とともに、最高血圧変換テーブルの修正処
理を説明するための一部のフロー図である。

【図９】同修正処理における例外処理を説明するための
図である。

【符号の説明】

１カフ３カフ圧制御装置４圧力センサ７血圧推定装置１１最高血圧補正装置１２最低血圧補正装置１３最高血圧変換テーブル記憶部１４最低血圧変換テーブル記憶部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カフと、カフ圧を制御するカフ圧制御手段
と、カフ圧を検出する圧力検出手段と、カフ圧変化過程
で血管情報を検出する血管情報検出手段と、この血管情
報検出手段の出力信号及び前記圧力検出手段の出力信号
に基づいて最高血圧及び最低血圧を決定する血圧決定手
段とから成る電子血圧計において、前記血圧決定手段で決定される血圧値と聴診法で実測し
た血圧値の相関を記憶する記憶手段と、前記血圧決定手
段で血圧値が決定されると、前記記憶手段を参照して、
決定血圧値に対し補正された血圧値を出力する血圧補正
手段を備えたことを特徴とする電子血圧計。
【請求項２】聴診法で実測した血圧値を入力する血圧値
入力手段と、この入力された血圧値と前記血圧決定手段
で決定される血圧値の関係を学習し、その相関を前記記
憶手段に記憶させる学習手段とを備えた請求項１記載の
電子血圧計。