JPH07227382A - 連続血圧測定装置 - Google Patents

連続血圧測定装置

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JPH07227382A
JPH07227382A JP6020631A JP2063194A JPH07227382A JP H07227382 A JPH07227382 A JP H07227382A JP 6020631 A JP6020631 A JP 6020631A JP 2063194 A JP2063194 A JP 2063194A JP H07227382 A JPH07227382 A JP H07227382A
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生体の循環動態の監視が可能な連続血圧測定
装置を提供する。 【構成】 連続的に測定された血圧値が表示器38の表
示面44に順次表示される一方、その血圧値が決定され
た際の最大振幅の脈波の振幅値が最大振幅値決定手段で
あるステップS8によって決定され、上記表示面44内
に上記血圧値と共通の時間軸上にグラフ表示されるた
め、両者の対比が容易になる。したがって、血圧値の変
化と最大振幅の脈波の振幅値の変化とを対比することに
よって、血流量の変動すなわち生体の循環動態が監視で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続血圧測定装置に関
するものであり、特に、生体の循環動態の確認を容易と
する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】生体の血圧値の測定は、健康管理や診断
等のために定期的或いは不定期的に単発的に行われる
他、例えば手術中の患者や循環器系に障害のある患者等
のように血圧値の変動を監視する必要がある場合には、
所定の時間間隔で連続的に行われる。このような連続血
圧測定には、例えば、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心拍に同期して発生する脈波
を検出し、その脈波の振幅の変化に基づいて所定の血圧
値決定アルゴリズムによってその生体の血圧値を決定す
る所謂オシロメトリック式自動血圧測定装置や、上記圧
迫強さの変化に伴って発生するコロトコフ(K)音をマ
イクロホンで検出し、そのK音の変化に基づいて生体の
血圧値を決定するマイクロホン式自動血圧測定装置や、
或いは生体の表面の動脈上にその動脈から発生する圧脈
波を検出する圧脈波センサをその動脈の一部が平坦にな
るように押圧し、その圧脈波の変化に基づいて血圧値を
決定するトノメータ式自動血圧測定装置等の自動血圧測
定装置が用いられる。そのため、一般にこれらの自動血
圧測定装置には、上記血圧測定を所定の周期で開始させ
るためのタイマ等が備えられると共に、順次測定された
血圧値を時間軸上に表示するための画像表示装置やプリ
ンタ等の表示装置が備えられている。
【0003】
【発明が解決すべき課題】ところで、生体の心拍出量
(CO)すなわち血流量は、生体の各部に充分な酸素が
供給されているか否かの重要な判断基準であり、例えば
上記のように連続的に心機能を監視するために血圧値を
測定することが望まれる場合には、同時に血流量を監視
することが望まれる。ところが、血流量を直接的に監視
することは困難である一方、生体の血圧値(BP)は末
梢血管抵抗(PR)と血流量との積、BP=PR×CO
で表現できることが知られている。すなわち、血圧値
は血流量に基づいて変動し得るものであるため、次善策
として血圧値の測定で循環動態を監視しようとしている
のである。しかしながら、上記の式から明らかなように
血圧値は末梢血管抵抗によっても変動し得るものであ
り、例えば血流量が低下しているにも拘らず末梢血管抵
抗が増大した場合には血圧値が高く測定されることにな
る。そして、その末梢血管抵抗は体温、薬剤、神経系な
どの種々の要因によって変動し易いものであるために、
血圧値の監視だけでは血流量の変動すなわち生体の動脈
の循環動態が確実に監視できず、異常が生じた場合に早
期に対応できない場合が考えられるのである。
【0004】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的は、生体の循環動態の確実な
監視が可能な連続血圧測定装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、本発明の要旨とするところは、生体の血圧値の測定
を所定の周期で繰り返す形式の連続血圧測定装置であっ
て、(a) 二次元的に画素が配列された表示面を有する表
示器と、(b) その生体の心臓から周期的に送り込まれる
血流に関連して発生するその生体の組織の容積変化であ
る心拍同期波を検出する心拍同期波検出手段と、(c) 前
記繰り返し測定されたそれぞれの血圧値と、そのそれぞ
れの血圧値が測定された時の心拍同期波の大きさとを、
前記表示器の表示面において共通の時間軸に沿ってグラ
フ表示させる表示制御手段とを含むことにある。
【0006】
【作用および発明の効果】このようにすれば、連続的に
測定された血圧値が表示制御手段によって順次表示器の
表示面に表示される一方、その血圧値が決定された際の
心拍同期波の大きさが上記表示制御手段によって上記血
圧値と共通の時間軸に沿ってグラフ表示させられるた
め、両者の対比が容易になる。上記心拍同期波は、血液
が心臓から動脈を介して周期的に生体の組織内に送り出
されることによって生じるものであり、その大きさは心
拍出量と密接に関連する。したがって、血圧値の変化と
心拍同期波の大きさの変化とを対比することによって、
血流量の変動すなわち生体の循環動態が確実に監視でき
る。すなわち、末梢血管抵抗が血管の収縮或いは閉塞等
によって増大した場合には、血圧値(特に最低血圧値)
が高く、心拍同期波が小さくなる傾向を示し、反対に末
梢血管抵抗が血管の拡張や血液の流出等によって減少し
た場合には、血圧値(特に最高血圧値)、心拍同期波が
共に低くなる傾向を示す。一方、心拍出量が心機能の低
下により減少した場合には、血圧値(特に最高血圧
値)、心拍同期波が共に低下する傾向(但し、上記の末
梢血管抵抗が減少した場合とは僅かに異なる傾向)を示
す。以上のことから、血圧値および心拍同期波の何れに
も大きな変化が生じていない場合には、生体の循環動
態、すなわち心拍出量(すなわち血流量)および末梢血
管抵抗の何れにも異常が発生していないと推定できる。
反対に、少なくとも一方に大きな変化が生じた場合に
は、上記の傾向の組み合わせから考えられる変化との対
比によって、発生している異常等を推定することが可能
である。そのため、生体の循環動態の異常を早期に発見
して直ちに処置を行うことが可能となると共に、例えば
手術中における降圧剤等の投与による効果を見極めるこ
とが容易となる。
【0007】ここで、好適には、(a) 前記連続血圧測定
装置は、生体の一部に対するカフの圧迫強さを変化させ
るに伴ってそのカフに心拍に同期して発生する一連の圧
力振動波の振幅の変化に基づいて血圧値を決定するもの
であり、(b) 前記心拍同期波検出手段は、前記一連の圧
力振動波のうち最大振幅の圧力振動波を前記心拍同期波
として検出するものである。このようにすれば、血圧値
の測定のために検出された圧力振動波のうちから最大振
幅のものを抽出することで心拍同期波の検出に代えられ
るため、心拍同期波を検出するための検出手段を血圧測
定手段と別個に設ける必要がなくなる。
【0008】また、好適には、前記心拍同期波検出手段
は、前記生体の皮膚に向かって光を照射し、透過光量或
いは反射光量の変化に基づいて心拍同期波を検出するも
のである。
【0009】また、好適には、前記心拍同期波検出手段
は、前記生体の動脈を含む組織におけるインピーダンス
の変化に基づいて心拍同期波を検出するものである。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。
【0011】図1は、本発明の連続血圧測定装置の一実
施例であるオシロメトリック式血圧測定装置の一例の構
成を示すものであって、生体の上腕部に巻回されてこれ
を圧迫するための膨張袋を備えたカフ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
12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2
2および脈波検出回路24へ供給する。カフ圧検出回路
22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。
【0012】上記制御回路28はCPU30、ROM3
2、RAM34、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RAM3
4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共に、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、およ
び脈波の振幅値の最大値を表す信号を液晶表示盤等の画
像表示装置或いはプリンタ等の二次元的に画素が配列さ
れる表示面を有する表示器38へ供給して、血圧値、お
よび振幅値の最大値を表示させる。なお、起動スイッチ
40および連続スイッチ42は血圧測定を開始させるた
めに操作されるものであり、血圧測定を一回のみ行うと
きは起動スイッチ40を、所定の間隔で連続的に行うと
きには連続スイッチ42を操作する。
【0013】以上のように構成された血圧測定装置にお
いては図2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において起動スイ
ッチ40或いは連続スイッチ42が操作されたか否かが
判断される。起動スイッチ40或いは連続スイッチ42
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、何れかが操作されたと判断されるとステップS2
が実行されてタイマTが0にセットされ、ステップS3
において急速排気弁14および徐速排気弁16が閉じら
れると共に、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S4では、カフ10内の圧力
Pc が予め定められた目標圧力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、例えば180
mmHg程度に設定される。上記ステップS4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S
4の判断が肯定されると、ステップS5が実行されて空
気ポンプ18の駆動が停止されると共に徐速排気弁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1
0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S6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。
【0014】上記ステップS6では、図3に示すサブル
ーチンが比較的短い周期、例えば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
前処理されると共に、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、脈波検出手段として
のステップSS1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
基づいて測定に用い得る脈波が発生したか否かが判断さ
れる。この脈波の発生は、例えば上ピークおよび下ピー
クが発生し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SS2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SS3においてその
振幅値がそのときのカフ圧値と共に記憶される。そし
て、血圧値決定手段としてのステップSS4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、例え
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。
【0015】図2に戻って、ステップS6の血圧値決定
ルーチンの後には、ステップS7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、
振幅値列が充分に形成されていないので、ステップSS
4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S6以下が繰
り返し実行される内、ステップSS4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S
7の判断が肯定されてステップS8以下が実行される。
【0016】最大振幅値決定手段に対応するステップS
8においては、上記の血圧値の決定に用いられた一連の
脈波のうち最大振幅脈波の振幅値が決定される。すなわ
ち、上記一連のステップS3乃至S7により、図4に示
すようにカフ10が急速昇圧期間Uにおいて急速に昇圧
され、徐々に降圧される期間Dにおいて脈波検出が逐次
実行されるが、その降圧期間Dにおいて心拍に同期して
発生する脈波に基づいて上記のように血圧値が決定され
る。その血圧値の決定に用いられた脈波は、前述のよう
に圧力信号SPから脈波検出回路24によって取り出さ
れたものであり、発生順に並べると図5に示すような振
幅値を有する脈波列の二次元図表が得られる。この脈波
列から図4のAに示す測定期間における最大振幅の脈波
の振幅値が決定されるのである。
【0017】次いで、ステップS9において急速排気弁
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、表示制御手段に対応するステップ
S10において、表示器38の表示面44に、例えば図
6に示すように、二次元図表の上半分の血圧値表示領域
46に最高血圧および最低血圧を上端および下端に示す
表示子Hが測定順に表示されると共に、下半分の振幅値
表示領域48にはそれぞれの血圧測定時における最大振
幅の脈波の振幅値が縦線で、同一の時間軸上に表示され
る。そして、ステップS11において、連続測定モード
であるか否かが判断され、この判断が否定された場合は
血圧測定が終了させられるが、肯定された場合はステッ
プS12に進む。なお、連続測定モードであるか否か
は、ステップS1において起動スイッチ40または連続
スイッチの何れが操作されたかによって判断される。
【0018】ステップS11の判断が肯定されてステッ
プS12に進むと、タイマTの作動が開始してTに1が
加算される。ステップS13においては、Tの値が予め
設定された測定周期T0 より大きいか否かが判断され
る。この判断が否定されるとステップS12に戻って再
びTに1が加算されるが、肯定された場合には再びステ
ップS2以下が実行されて血圧測定が行われる。こうし
て、連続スイッチ42が操作された連続測定モードにお
いては、図4に示すようにカフ10の昇降圧が設定周期
0 毎に繰り返されることにより、連続的に血圧値が測
定されてそのときの最大振幅の脈波の振幅値と共に表示
される。なお、連続測定モードにおいては、図示しない
停止スイッチが操作されるか、或いは予め設定された測
定回数または測定時間に到達することにより血圧測定が
終了させられる。また、以上の説明から明らかなよう
に、本実施例においては、制御回路28が表示制御手段
に相当する。
【0019】上述のように、本実施例によれば、連続的
に測定された血圧値が表示器38の表示面44に順次表
示される一方、その血圧値が決定された際の最大振幅の
脈波の振幅値が最大振幅値決定手段であるステップS8
によって決定され、上記表示面44内において上記血圧
値と共通の時間軸上にグラフ表示されるため、両者の対
比が容易になる。上記脈波は、血液が心臓から動脈を介
して周期的に生体の組織内に送り出されることによって
生じるものであり、その振幅は血流量と密接に関連す
る。したがって、血圧値の変化と最大振幅の脈波の振幅
値の変化とを対比することによって、血流量の変動すな
わち生体の循環動態が確実に監視できる。
【0020】すなわち、末梢血管抵抗が血管の収縮或い
は閉塞等によって増大した場合には、血圧値(特に最低
血圧値)が高く、心拍同期波が小さくなる傾向を示し、
反対に末梢血管抵抗が血管の拡張や血液の流出等によっ
て減少した場合には、血圧値(特に最高血圧値)、心拍
同期波が共に低くなる傾向を示す。一方、心拍出量が心
機能の低下により減少した場合には、血圧値(特に最高
血圧値)、心拍同期波が共に低下する傾向(但し、上記
の末梢血管抵抗が減少した場合とは僅かに異なる傾向)
を示す。以上のことから、血圧値および心拍同期波の何
れにも大きな変化が生じていない場合には、生体の循環
動態、すなわち心拍出量(すなわち血流量)および末梢
血管抵抗の何れにも異常が発生していないと推定でき
る。反対に、少なくとも一方に大きな変化が生じた場合
には、上記の傾向の組み合わせから考えられる変化との
対比によって、発生している異常等を推定することが可
能である。そのため、生体の循環動態の異常を早期に発
見して直ちに処置を行うことが可能となると共に、例え
ば手術中における降圧剤等の投与による効果を見極める
ことが容易となる。
【0021】また、本実施例によれば、心拍同期波とし
て、血圧測定のために検出されるカフ10内の圧力を示
す圧力信号SPから脈波検出回路24によって取り出さ
れる脈波のうち、ステップS8の最大振幅値決定手段に
よって抽出される最大振幅脈波の振幅値が用いられるた
め、心拍同期波検出手段を独立して設ける必要がない。
【0022】図7は本発明の他の実施例の構成を示す図
であって、前述の実施例の図1の一部に対応するもので
ある。本実施例においては、血液中の酸素飽和度を測定
するパルスオキシメータ50がCPU30に接続されて
おり、そのパルスオキシメータ50によって測定される
赤外光或いは赤色光の透過量が、前述の実施例の図6に
おいて振幅値に代えて血圧値と同じ時間軸上に表示され
る。上記パルスオキシメータ50は、虚血状態および正
常状態における赤外光および赤色光の透過量の差に基づ
いて血液中の酸素飽和度を測定するものであるが、それ
らの光の透過量は血液量によって変化するものである。
したがって、このようにしても血圧値の変化と血流量の
変化を同一の時間軸上で対比することが可能となり、前
述の実施例の場合と同様な判断基準に基づいて、生体の
循環動態すなわち心拍出量および末梢血管抵抗の変動の
確実な監視が可能となる。なお、本実施例では、前述の
実施例と同様なフローチャートに従って血圧測定が行わ
れるが、図2のフローチャートにおけるステップS7乃
至S11に代えて、図8に示す一連のステップS7乃至
S11が実行され、振幅最大値の決定および表示は行わ
れない。また、本実施例においては、上記赤外光或いは
赤色光の透過量が心拍同期波に相当する。
【0023】上記実施例においては、CPU30にパル
スオキシメータ50を接続したが、図7においてパルス
オキシメータ50に代えて、光電脈波測定装置やインピ
ーダンス脈波測定装置がCPU30に接続されても良
い。光電脈波測定装置は、生体組織に光を照射して透過
光量或いは反射光量を測定することにより血液の脈動を
測定するものであり、上記のパルスオキシメータ50と
同様な原理に基づくものである。また、インピーダンス
脈波測定装置は、生体の所定距離離隔した2点間のイン
ピーダンスが、動脈の血液量に応じて変化することに基
づいて脈拍数を測定するものであり、測定されるインピ
ーダンスの変化は血流量の変化を示すものとなる。した
がって、図6において振幅値に代えて上記の光量或いは
インピーダンスを血圧値と同一の時間軸上に表示するこ
とによっても、両者の対比によって前述の実施例と同様
な判断基準に基づいて、生体の循環動態すなわち末梢血
管抵抗および心拍出量の変動の確実な監視が可能とな
る。なお、以上の説明から明らかなように、本実施例に
おいては、上記の光量或いはインピーダンスが心拍同期
波に相当する。
【0024】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。
【0025】例えば、図3に示す血圧値決定ルーチンに
おいては、算出された振幅値がそのまま記憶されてステ
ップSS4の血圧値決定アルゴリズムが実行されたが、
本出願人が先に出願して公開された特開昭63−518
37号公報(特願昭61−196231号)に開示され
ているように、ステップSS2の後に前回検出された振
幅値と比較して今回の脈波が正常か否かを判定する異常
値判定工程を設けたり、採取された脈波の振幅値を平滑
化する平滑化工程が設けられていても良い。
【0026】また、前述の実施例においては、血圧値が
最高血圧および最低血圧を表示する表示子のみで示され
ていたが、表示器38の二次元図表内或いは別に設けら
れた表示器によって血圧値が数字によっても表示されて
も良い。
【0027】また、表示器38等によって血圧値の変化
率や振幅最大値等の心拍同期波の変化率のトレンド、或
いは両者の変化率の差等が表示されても良い。
【0028】また、前述の実施例においては、表示器3
8の一つの表示面44内に血圧値および振幅最大値等の
心拍同期波の両方が表示されていたが、表示器38に共
通の時間軸を有する二つの表示面を例えば上下に並べて
設け、それぞれの表示面に血圧値および振幅最大値等の
振幅同期波の一方を表示させても良い。
【0029】また、前述の実施例においては、連続血圧
測定装置としてオシロメトリック式血圧測定装置を用い
たが、第2実施例等に示したように、血流量を表す測定
値として光の透過量やインピーダンスが用いられる場合
等には、心拍同期波としてカフ圧信号SPから脈波信号
SMを取り出す必要がないため、他の血圧測定装置、例
えばコロトコフ音を検出するマイクロホン式血圧測定装
置や、圧脈波センサを用いるトノメータ式血圧測定装置
等が用いられても良い。
【0030】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の主旨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】
【図1】本発明の一例であるオシロメトリック式自動血
圧測定装置の構成を示す図である。
【図2】図1の血圧測定装置の作動を説明するフローチ
ャートである。
【図3】図2におけるステップS5に相当するフローチ
ャートである。
【図4】図2のフローチャートによるカフ圧の変化を説
明する図である。
【図5】図2のフローチャートにより採取された脈波の
振幅を説明する図である。
【図6】図2のフローチャートにより出力される血圧値
と振幅最大値の表示形式を説明する図である。
【図7】本発明の他の実施例の構成を示す図であって、
図1の一部に対応する図である。
【図8】図7の装置の作動を説明するフローチャートで
あって、図2の一部に相当する図である。
【符号の説明】
28:制御回路(表示制御手段) 38:表示器 44:表示面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生体の血圧値の測定を所定の周期で繰り
    返す形式の連続血圧測定装置であって、 二次元的に画素が配列された表示面を有する表示器と、 該生体の心臓から周期的に送り込まれる血流に関連して
    発生する該生体の組織の容積変化である心拍同期波を検
    出する心拍同期波検出手段と、 前記繰り返し測定されたそれぞれの血圧値と、該それぞ
    れの血圧値が測定された時の心拍同期波の大きさとを、
    前記表示器の表示面において共通の時間軸に沿ってグラ
    フ表示させる表示制御手段とを含むことを特徴とする連
    続血圧測定装置。
  2. 【請求項2】 前記連続血圧測定装置は、生体の一部に
    対するカフの圧迫強さを変化させるに伴って該カフに心
    拍に同期して発生する一連の圧力振動波の振幅の変化に
    基づいて血圧値を決定するものであり、 前記心拍同期波検出手段は、前記一連の圧力振動波のう
    ち最大振幅の圧力振動波を前記心拍同期波として検出す
    るものである請求項1の連続血圧測定装置。
  3. 【請求項3】 前記心拍同期波検出手段は、前記生体の
    皮膚に向かって光を照射し、透過光量或いは反射光量の
    変化に基づいて心拍同期波検出するものである請求項1
    の連続血圧測定装置。
  4. 【請求項4】 前記心拍同期波検出手段は、前記生体の
    動脈を含む組織におけるインピーダンスの変化に基づい
    て心拍同期波を検出するものである請求項1の連続血圧
    測定装置。
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