JPH0618552B2

JPH0618552B2 - 血圧測定方法

Info

Publication number: JPH0618552B2
Application number: JP61196231A
Authority: JP
Inventors: 正弘植村; 実丹羽; 知弘布目; 忠村瀬
Original assignee: NIPPON COLLEEN KK
Current assignee: NIPPON COLLEEN KK
Priority date: 1986-08-21
Filing date: 1986-08-21
Publication date: 1994-03-16
Anticipated expiration: 2009-03-16
Also published as: JPS6351837A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、血圧測定方法の改良に関するものである。

従来技術生体の動脈に対する圧迫強さを変化させるに伴ってその
動脈から発生する心拍同期信号波を採取し、その心拍同
期信号波のピーク値をそれぞれ決定して一連のピーク値
列を示すピーク値データを作成し、そのピーク値データ
のピーク値列を平滑化した後、そのピーク値データが表
すピーク値列の変化に基づいて血圧値を決定する血圧決
定アルゴリズムが用いられることにより血圧を決定する
血圧測定方法が知られている。たとえば、心拍同期信号
波として動脈から発生する脈音、すなわちコロトコフ音
を検出し、このコロトコフ音の発生時或いは消滅時の動
脈圧迫圧を血圧値と判定する方式や、心拍同期信号波と
して動脈を圧迫するためのカフの圧力振動、すなわち脈
波を検出し、この脈波の大きさの急激に変化するときの
動脈圧迫圧を血圧値と判定する方式などが知られてい
る。

発明が解決すべき問題点しかしながら、実際の血圧測定に際しては、被測定者が
必ずしも安静状態ではなく、また血圧測定場所の周辺に
ある機器の作動により、血圧決定の対象とする心拍同期
信号波に種々のノイズが混入することが避けられない。
このため、ピーク値列が複雑な包絡線を形成するので、
従来の血圧測定方法においては、必ずしも充分な血圧測
定精度が得られなかった。

問題点を解決するための第１の手段本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、
その要旨とするところは、生体の動脈に対する圧迫強さ
を変化させるに伴って動脈から発生する心拍同期信号波
を採取し、その心拍同期信号波の振幅値をそれぞれ決定
して発生順に連なる振幅値列を作成し、その振幅値列を
平滑化した後、その振幅値列の大きさの変化に基づいて
血圧値を決定する血圧測定方法であって、(1)前記振幅
値列の内、奇数個の一連の振幅値を順次選択する選択工
程と、(2)この選択工程により選択された奇数個の振幅
値中の大きさの中間値を、その奇数個の一連の振幅値の
中央に位置する振幅値と置換し、前記血圧決定の対象と
なる振幅値列を整形する置換工程とを、含むことにあ
る。

作用および第１発明の効果このようにすれば、選択工程により選択された奇数個の
振幅値中の大きさの中間値が、置換工程により、奇数個
の一連の振幅値の中央に位置する振幅値と置換されて、
前記血圧決定の対象となる振幅値列が整形されるので、
ピーク値列の包絡線が滑らかとなって血圧決定が容易と
なり、充分な測定精度が得られるようになるのである。

問題点を解決するための第２の手段また、本発明の他の態様の要旨とするところは、生体の
動脈に対する圧迫強さを変化させるに伴ってその動脈か
ら発生する心拍同期信号波を採取し、その心拍同期信号
波の振幅値をそれぞれ決定して発生順に連なる振幅値列
を作成し、その振幅値列を平滑化した後、その振幅値列
の大きさの変化に基づいて血圧値を決定する血圧測定方
法であって、(1)前記振幅値が予め定められた一定の判
定基準範囲を超えるか否かを順次比較し、その振幅値が
判定基準範囲を超えたことをもって異常値と判定する異
常値判定工程と、(2)前記異常値を挟む正常値の間を補
間することにより前記異常値に替わる値を入れる補間工
程と、(3)その補間工程により補間された振幅値列の
内、奇数個の一連の振幅値を順次選択する選択工程と、
(4)その選択工程により選択された奇数個の振幅値中の
大きさの中間値を、その奇数個の一連の振幅値の中央に
位置する振幅値と置換し、前記血圧決定の対象となる振
幅値列を整形する置換工程とを、含むことにある。

作用および第２発明の効果このようにすれば、異常値判定工程により判定された異
常値を挟む正常値の間が補間工程により補間されること
により前記異常値に替わる値が入れられるので、振幅値
列に含まれる異常値が好適に除去される。ここで、この
ようにして振幅値列から異常値が除去されるが、異常値
判定工程において比較的小さい変動値のものに対しては
異常値と判定され得ず、予め定められた一定の判定基準
範囲を超えて大きく変動するものが異常値と判定される
ので、振幅値列の包絡線には比較的細かな凹凸が存在す
る。しかし、選択工程により選択された奇数個の振幅値
中の大きさの中間値が、置換工程により、奇数個の一連
の振幅値の中央に位置する振幅値と置換されて、前記血
圧決定の対象となる振幅値列が整形されるので、振幅値
列の包絡線が一層滑らかとなって血圧決定が容易とな
り、充分な測定精度が得られるようになるのである。

実施例第２図は、本発明が適用された自動血圧測定装置の一例
を示すものであって、人体の上腕部に巻回されてこれを
圧迫するためのゴム袋を備えたカフ１０には、圧力セン
サ１２、急速排気弁１４、徐速排気弁１６、空気ポンプ
１８が配管２０を介して接続されている。圧力センサ１
２は、カフ１０内の圧力を検出するものであって、カフ
１０内の圧力を表す圧力信号ＳＰをカフ圧検出回路２２
および脈波検出回路２４へ供給する。カフ圧検出回路２
２は、圧力信号ＳＰからその静圧成分であるカフ１０の
実際の圧力、すなわちカフ圧を取り出すためのローパス
フィルタを備えており、カフ圧信号ＳＫをＡ／Ｄ変換器
２６を介して制御回路２８へ供給する。また、脈波検出
回路２４は、圧力信号ＳＰから心拍に同期した振動成分
である脈波を取り出すためのバンドパスフィルタを備え
ており、脈波信号ＳＭをＡ／Ｄ変換器２６を介して制御
回路２８へ供給する。

上記制御回路２８はＣＰＵ３０、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３
４、出力インターフェース３６を含む所謂マイクロコン
ピュータであって、ＣＰＵ３０はＲＡＭ３４の一時記憶
機能を利用しつつＲＯＭ３２に予め記憶されたプログラ
ムにしたがって入力信号を処理し、急速排気弁１４、徐
速排気弁１６、および空気ポンプ１８へ駆動信号をそれ
ぞれ供給するとともに、所定のアルゴリズムを実行する
ことにより決定した血圧値を表す信号を表示器３８へ供
給して血圧値を表示させる。なお、起動押釦４０は血圧
測定を開始させるために操作されるものである。

以上のように構成された自動血圧測定装置においては第
３図に示すように一連の血圧測定ステップが実行される
ことにより、血圧値が自動的に測定されるようになって
いる。すなわち、ステップＳ１において起動押釦４０が
操作されたか否かが判断される。起動押釦４０が操作さ
れたことが判断されない場合には待機させられるが、操
作されたと判断されるとステップＳ２が実行されて急速
排気弁１４および徐速排気弁１６が閉じられるととも
に、空気ポンプ１８が駆動されてカフ１０の昇圧が開始
される。ステップＳ３では、カフ１０内の圧力Ｐｃが予
め定めされた目標圧力Ｐｍと同等またはそれ以上となっ
たか否かが判断される。この目標圧力Ｐｍは被測定者の
最高血圧よりも充分に高い圧力、たとえば１８０mmHg程
度に設定される。上記ステップＳ３の判断が否定される
内はカフ１０の昇圧が持続されるが、ステップＳ３の判
断が肯定されると、ステップＳ４が実行されて空気ポン
プ１８の駆動が停止されるとともに徐速排気弁１６が開
かれることによりカフ１０の降圧が開始される。この降
圧過程では２乃至３mmHg/sec程度の速度でカフ１０の圧
力が緩やかに変化させられ、この間においてステップＳ
５の血圧値決定ルーチンが繰り返し実行されることによ
り血圧値が決定されるのである。

上記ステップＳ５では、第１図に示す割り込みルーチン
が比較的短い周期、たとえば４ms毎に繰り返し実行され
ることにより、連続的に発生する脈波の振幅値列が前処
理されるとともに、この発生順に連なる一連の振幅値に
基づいて血圧決定アルゴリズムが実行されることにより
血圧値が決定される。すなわち、ステップＳＷ１では、
前記Ａ／Ｄ変換器２６から所定のサンプリング周期にて
逐次供給される脈波信号ＳＭに基づいてたとえば第４図
に示す脈波が発生したか否かが判断される。この脈波の
発生は、たとえば上ピーク（頂部）および下ピーク（谷
部）の検出が予め定められた一定の判断レベルを超えた
ことをもって検出される。このようにして脈波の発生が
検出されると、ステップＳＷ２において上記脈波のピー
ク値、すなわち上ピークから下ピークまでの振幅値が算
出され、続くステップＳＷ３において上記振幅値が異常
であるか否かが判断される。このステップＳＷ３は異常
値判定工程に対応するものであって、その異常の判断
は、前回の脈波の振幅値に対して生理的にあり得ない変
化を示すことをもって判断される。たとえば、今回の脈
波の振幅値が平均血圧前の状態では前の脈波の振幅値に
対して１／２以下および４倍以上のとき、或いは平均血
圧後の状態では前の脈波の振幅値に対して１／２以下お
よび1.5倍以上のときに異常と判断される。

上記ステップＳＷ３において今回の脈波の振幅値が異常
であると判断された場合には前記ステップＳＷ１以下が
再び実行されるが、異常でないと判断された場合には、
ステップＳＷ４が実行されて上記振幅値がそのときのカ
フ圧値とともに記憶される。そして、ステップＳＷ５に
おいて今回の脈波が振幅異常の脈波の後に続く２回目の
正常脈波であるか否かが判断される。このステップＳＷ
５の判断が否定されるとステップＳＷ６が実行されない
が、肯定されるとステップＳＷ６が実行されて所謂アン
プフィルタ処理が行われる。

すなわち、補間工程に対応するステップＳＷ６では、た
とえば第５図に示すように、振幅異常の脈波Ｉ_R1乃至Ｉ
_Rnおよびその次の正常な脈波Ｉ_Rn+1に続く正常な脈波
（２つ目の正常な脈波）Ｉ_Rn+2までが記憶された状態で
あるから、振幅異常の脈波Ｉ_R1の前の正常な脈波Ｉ_R1-1
と脈波Ｉ_Rn+2との間が直線補間されて、振幅異常の脈波
Ｉ_R1乃至Ｉ_Rnに替わる脈波の振幅値Ａ（Ｉ_Ri），ｉ＝
１，・・，ｎが次式(1)にしたがって第６図に示すよう
に決定される。

続くステップＳＷ７およびステップＳＷ８では、上記の
ように必要に応じてアンプフィルタ処理が実行された脈
波列に所謂メディアン処理が施されて平滑化される。す
なわち、今回のサイクルにおいて記憶された新たな脈波
を含んでそれより前に互いに隣接して位置する５個の脈
波の振幅値が選択工程に対応するステップＳＷ７にて選
択されるとともに、置換工程に対応するステップＳＷ８
では、それら５個の振幅値の中間値が５個の脈波列の中
央に位置する脈波の振幅値とされる。たとえば、第７図
に示すような５個の振幅値Ａ（Ｉ_-2）、Ａ（Ｉ_-1）、Ａ
（Ｉ_MED）、Ａ（Ｉ₊₁）、Ａ（Ｉ₊₂）がステップＳＷ７
により選択された脈波の振幅値とすると、ステップＳＷ
８では上記振幅値の上から３番目の値、すなわち中間値
Ａ（Ｉ₊₁）が当初の５個の脈波列の中央に位置するもの
の振幅値Ａ（Ｉ_MED）と置換されて、第８図に示すよう
に平滑化されるのである。

そして、ステップＳＷ９の最高血圧値および最低血圧値
を決定するための血圧決定アルゴリズムが実行される。
この血圧決定アルゴリズムは、前記アンプフィルタ処理
およびメディアン処理が施された振幅値列において、た
とえば、振幅値が急激に変化したものに対応して記憶さ
れているカフ圧を、それらを必要に応じて相互の関係お
よび平均血圧値との関連において修正することにより最
高血圧値および最低血圧値として決定し記憶するもので
ある。

第３図に戻って、ステップＳ５の血圧値決定ルーチンの
後には、ステップＳ６が実行されて血圧値が決定された
か否かが判断される。カフ圧降下の当初は、前記振幅値
列が充分に形成されていないので、ステップＳＷ９の血
圧決定アルゴリズムが実行されても血圧値が決定され得
ず、ステップＳ５の血圧値決定ルーチン以下が繰り返し
実行される。しかし、上記ステップＳ５以下が繰り返し
実行される内、ステップＳＷ９の血圧決定アルゴリズム
の実行により血圧値が決定されると、ステップＳ６の判
断が肯定されてステップＳ７が実行されることにより、
急速排気弁１４が作動させられてカフ１０内の空気が急
速に排気されて圧迫が解放されるとともに、血圧値が表
示器３８に表示される。

上述のように、本実施例によれば、ステップＳＷ９の血
圧決定アルゴリズムが実行されるに先立って、それに用
いられる振幅値列にステップＳＷ５およびＳＷ６のアン
プフィルタ処理およびステップＳＷ７およびＳＷ８のメ
ディアン処理が実行されるので、異常値が除去され且つ
平滑化される。このため、ステップＳＷ９の血圧決定ア
ルゴリズムの実行により血圧値が容易に決定され、血圧
測定精度が向上する。たとえば、第９図に示す実際の振
幅値列（脈波の大きさの分布）は、アンプフィルタ処理
が施されることにより第１０図に示すようになり、さら
にメディアン処理が施されることにより第１１図に示す
ようになる。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、
本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例において、ステップＳＷ５およ
びＳＷ６のアンプフィルタ処理が除去されても、血圧値
を容易に決定できるという一応の効果が得られるのであ
る。

また、前述の実施例のステップＳＷ６において異常値に
続く２つ目の正常脈波とその異常値の前の正常脈波との
間が補間されていたが、異常値に続く１つ目の正常脈波
とその異常値の前の正常脈波との間が補間されても差支
えない。

また、前述の実施例のステップＳＷ７において５つの連
続した振幅値が選択されているが、３つ、或いは７つな
どの奇数値であっても差支えない。

また、前述の実施例においては、心拍に同期してカフ１
０に発生する脈波に関しては説明されているが、心拍に
同期して発生する脈音（コロトコフ音）の変化に基づい
て血圧値を自動的に決定する血圧測定装置において脈音
の振幅値列を平滑化するために前記メディアンフィルタ
処理あるいはそれに加えてアンプフィルタ処理が適用さ
れ得るのである。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であ
り、本発明はその精神を逸脱しない範囲で種々変更が加
えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第２図は本発明が適用された装置の一例の構成を示すブ
ロック線図である。第３図および第１図は第２図の装置
の作動を説明するフローチャートである。第４図は第２
図の装置において採取される脈波の波形を示す図であ
る。第５図および第６図はアンプフィルタ処理を説明す
るための図であって、第５図は異常値を含む脈波の振幅
値列を示す図であり、第６図は第５図の振幅値列にアン
プフィルタ処理が施された後の振幅値列を示す図であ
る。第７図および第８図はメディアンフィルタ処理を説
明するための図であって、第７図は処理前の振幅値列、
第８図は処理後の振幅値列をそれぞれ示す図である。第
９図はカフ圧の変化にともなって変化する振幅値の実際
の分布を示す図であり、第１０図はそれにアンプフィル
タ処理が施された状態を示す図、第１１図はさらにメデ
ィアンフィルタ処理が施された状態を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生体の動脈に対する圧迫強さを変化させる
に伴って該動脈から発生する心拍同期信号波を採取し、
該心拍同期信号波の振幅値をそれぞれ決定して発生順に
連なる振幅値列を作成し、該振幅値列を平滑化した後、
該振幅値列の大きさの変化に基づいて血圧値を決定する
血圧測定方法であって、前記振幅値列の内、奇数個の一連の振幅値を順次選択す
る選択工程と、該選択工程により選択された奇数個の振幅値中の大きさ
の中間値を、該奇数個の一連の振幅値の中央に位置する
振幅値と置換し、前記血圧決定の対象となる振幅値列を
整形する置換工程とを含むことを特徴とする血圧測定方法。
【請求項２】前記心拍同期信号波は、前記生体の一部を
圧迫するカフにおいて心拍と同期して発生する圧力振動
波である特許請求の範囲第１項に記載の血圧測定方法。
【請求項３】前記心拍同期信号波は、前記生体の一部を
圧迫するときに前記動脈から発生する脈音である特許請
求の範囲第１項に記載の血圧測定方法。
【請求項４】生体の動脈に対する圧迫強さを変化させる
に伴って該動脈から発生する心拍同期信号波を採取し、
該心拍同期信号波の振幅値をそれぞれ決定して発生順に
連なる振幅値列を作成し、該振幅値列を平滑化した後、
該振幅値列の大きさの変化に基づいて血圧値を決定する
血圧測定方法であって、前記振幅値が予め定められた一定の判定基準範囲を超え
るか否かを順次比較し、該振幅値が判定基準範囲を超え
たことをもって異常値と判定する異常値判定工程と、前記異常値を挟む正常値の間を補間することにより前記
異常値に替わる値を入れる補間工程と、該補間工程により補間された振幅値列の内、奇数個の一
連の振幅値を順次選択する選択工程と、該選択工程により選択された奇数個の振幅値中の大きさ
の中間値を、該奇数個の一連の振幅値の中央に位置する
振幅値と置換し、前記血圧決定の対象となる振幅値列を
整形する置換工程とを含むことを特徴とする血圧測定方法。