JPH0779801B2

JPH0779801B2 - 電子血圧計

Info

Publication number: JPH0779801B2
Application number: JP61013171A
Authority: JP
Inventors: 勉山沢
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1986-01-23
Filing date: 1986-01-23
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPS62170225A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、電子血圧計に関する。

（ロ）従来の技術一般に、電子血圧計は、マイクロホン（Ｋ音センサ）に
よってコロトコフ音（Ｋ音）を検出して最高及び最低血
圧値を決定するものがある。このマイクロホンを使用す
る電子血圧計では、Ｋ音の出た時点及び途切れた時点を
捕らえることによって、血圧決定を行うことができる
が、Ｋ音検出用のマイクロホンを必要とし、正確に血圧
を測定するためには、生体に対してマイクロホンを正し
く当てなければならず、マイクロホンの当て方に熟練を
必要とする、という問題点がある。

これに対し、例えば指用電子血圧計として、指用のカフ
で指を圧迫し、この指用のカフに付設される光電式の脈
波センサで指圧迫によって動脈容量の変化を検出すると
共に、カフ内の圧力（以下、カフ圧という）を圧力セン
サで検出し、カフ圧の減圧過程で得られる脈波とカフ圧
とにより血圧値を決定するものが知られている。この種
の電子血圧計では、マイクロホンが不要であるので、上
記のような不都合が起こらず、便利である反面、次に示
すように１周期毎の脈波を正しく検出する必要がある。

即ち、上記脈波は、第６図に示すように、カフ圧の減圧
につれて徐々に発生し、最大振幅値をとった後、減衰し
ていく。この時、第６図中のＳ点（脈波が発生し始める
時点付近）に対応するカフ圧が最高血圧に、Ｍ点付近
（脈波の最大振幅値が観測される時点付近）に対応する
カフ圧が平均血圧に、Ｄ点付近（脈波の減衰開始時点付
近）に対応するカフ圧が最低血圧となることが臨床的に
確認されている。

上記従来の指用電子血圧計においては、上記脈波振幅値
の時間的推移に基づいてＳ点、Ｍ点等を特定し、最高血
圧等を決定している。そこで、各脈波一つ一つ（一周期
毎）について脈波振幅値を算出するためには、各脈波一
つ一つの出現を正確に認識することが必要である。そこ
で、脈波認識手段として、脈波の時間微分（以下脈波微
分という）が固定された所定のしきい値より大になった
場合に、脈波が現れたと認識する脈波認識手段が採用さ
れている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記従来の指用電子血圧計においては、脈波認識のため
の脈波微分に対するしきい値は固定されている。しかる
に、脈波の波形は、第５図（ａ）に示されているよう
に、最高血圧（以下SYSという）近傍では比較的単純な
パルス状であるのに対し〔第５図（ａ）左半部〕、最低
血圧（以下DIAという）近傍では１脈波中に複数の極大
値を有する複雑な形状となる〔第５図（ａ）右半部〕。
第５図（ｂ）は、第５図（ａ）に示す脈波の脈波微分の
波形を示している。ここで、脈波微分の値が所定のしき
い値xa以上である場合に脈波が現れたとすると、SYS近
傍では問題はないが、DIA近傍では、脈波微分も脈波と
同様、１つの脈波Ｐ中に複数の極大値を有し、主たる極
大値以外の極大値のうち、前記しきい値以上となるもの
がなり、脈波の現れる時点が誤って検出される。

このため、１つの脈波が複数に分断され、脈波振幅を正
確に算出することが不可能となり、決定される血圧値に
誤差を生じたり、指用電子血圧計が脈拍数決定手段を備
えている場合には、脈拍数が誤って決定される不都合が
あった。

また、上記不都合を解決するため、前記しきい値を、例
えば第５図（ｂ）に示すxbまで大きくすると、DIA近傍
での脈波誤認の問題は解消されるが、SYS近傍では脈波
微分の最大値がxb以下となり、全く脈波の出現が認識さ
れなくなり、やはり血圧決定に誤差が生じる不都合があ
った。

この発明は、上記不都合に鑑みなされたもので、脈波の
誤認識を防止し、血圧値等の測定誤差が生じない電子血
圧計の提供を目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段この発明の電子血圧計は、第１図に概略構成を示すよう
に、カフ１の減圧時に生体から得られる脈波と圧力セン
サによるカフの圧力値とを利用して血圧決定を行うもの
において、前記脈波の時間微分を算出する脈波微分手段
６と、この脈波微分手段６の出力信号を所定のしきい値
と比較して１周期毎の脈波を認識する脈波認識手段７
と、前記脈波微分手段６で算出された先行する脈波の時
間微分の最大値xt₂の所定割合ｒ・xt₂（０＜ｒ＜）を、
次の脈波認識のためのしきい値xt₁として前記脈波認識
手段７に設定させるしきい値設定手段９とを設けてなる
ものである。

（ホ）作用この発明の電子血圧計の作用を、第５図（ｃ）を参照し
ながら以下に説明する。

第５図（ｃ）は、第５図（ｂ）と同様、第５図（ａ）に
示すSYS付近の脈波に対する脈波微分及びDIA付近の脈波
に対する脈波微分をそれぞれ左右に並べて示したもので
ある。今、DIA付近の脈波微分について注目すると、１
つの脈波Ｐに対する脈波微分曲線中の最大値xt₂の所定
割合xt₁（＝ｒ・xt₂、０＜ｒ＜１）を前記しきい値設定
手段９がしきい値として設定し、脈波微分がこのしきい
値xt₁を越える場合に脈波が出現したと認識される。こ
の時、１つの脈波Ｐに対する脈波微分曲線中に他の極大
値q₁、q₂が存在する場合であっても、前記ｒの値を適切
に設定すれば、前記極大値q₁、q₂により誤って脈波の認
識がされるのを有効に防止することができる。

なお、SYS近傍の脈波微分における脈波認識において
も、上記しきい値設定手段９は有効に作動する。

（ヘ）実施例この発明の一実施例を、第２図乃至第４図に基づいて以
下に説明する。

第２図は、この発明が実施される指用電子血圧計の外観
斜視図であり、この指用電子血圧計は、本体11とカフ収
納部12とから構成され、これらはコード線13によって結
合されている。

本体11のケース表面には、最高血圧・最低血圧・脈拍数
等を表示する表示器14、加圧設定値を選択するための加
圧値設定器15、クリアキー16、スタートキー17、電源キ
ー18が設けられている。

また、カフ収納部12のケース内には、外形円筒状のカフ
ゴム袋19が収納されている。こカフゴム袋19には、図示
していないが、指脈波を検出するための脈波センサが設
けられており、この脈波センサと本体部11を結ぶ電気信
号線及びカフゴム袋19と本体部11とを結ぶゴム管は束ね
られて、コード線13として両者間に接続されている。

第３図は、上記指用電子血圧計の回路ブロック図を示し
ている。同図において、加圧値設定スイッチ15a、クリ
アスイッチ16a、スタートスイッチ17a及び電源スイッチ
18aは、それぞれ加圧値設定器15、クリアキー16、スタ
ートキー17、電源キー18に対応し、これら各スイッチの
オン／オフ信号、設定信号は、CPU20に入力されるよう
になっている。

モータ駆動回路21は、CPU20からの指令により、加圧用
のポンプモータ（加圧手段）22をオン／オフするように
なっている。このモータ22のスタートにより、カフゴム
袋19が加圧されるようになっている。

また、急速排気弁駆動回路23は、CPU20からの指令によ
り、バルブ（減圧手段）24を開閉制御するように構成さ
れている。

上記モータ22の駆動により、エアタンク25を介してカフ
ゴム袋19に空気圧が供給され、またカフゴム袋19の圧力
は、半導体圧力センサ26で電気信号に変換され、増幅回
路27を経てA/D変換器28でデジタル信号に変換され、CPU
20に取込まれるようになっている。

さらにまた、LED駆動回路29は、CPU20からの指令によ
り、カフゴム袋19に付設される発光素子30を駆動し、一
方、受光素子31で受光される信号は、フィルタ32、増幅
回路33を介して、A/D変換器28によりデジタル変換され
て、やはりCPU20に取込まれるようになっている。発光
素子30及び受光素子31で、脈波センサが構成されてい
る。

CPU20からの表示データは、LCD駆動回路34を介して表示
器（LCD）14に表示されるようになっている。また、エ
ラー等を報知するために、CPU20からの指令により、ブ
ザー駆動回路35を経てブザー36が駆動されるようになっ
ている。なお、37は微速排気弁（減圧手段）である。

CPU20は、後述するフローチャートのプログラムに従
い、種々の機能を実行し、上記各構成回路は、CPU20の
制御のもと、血圧測定動作を実行する。

次に、この実施例指用電子血圧計の動作を、第４図を参
照しながら以下に説明する。

第４図右半部は、SYS・DIA及び脈拍数を決定する血圧決
定ルーチンを示している。電源スイッチ18aがオンされ
ると、先ず入出力及び表示の初期化（イニシャライズ）
が行われ〔ステップ（以下STという）１〕、スタートス
イッチ17aがオンされるまで、ST2で待機する。

ST2で、測定者が指をカフゴム袋19内に挿入し、スター
トスイッチ17aをオンすると、次のST3へ進み、CPU20が
モータ駆動回路21へ指令を与え、モータ22が駆動され、
加圧値設定スイッチ15aで選択された設定値までカフゴ
ム袋19を加圧する。カフゴム袋19が設定値まで加圧され
ると、モータ22が停止し、微速排気弁37より微速排気が
開始される。

前記処理に続いて、最高血圧が決定され（ST5）、次い
で平均血圧が決定され（ST6）、この最高血圧及び平均
血圧に基づいて最低血圧が決定され（ST7）、さらに脈
拍数が決定される（ST8）。なお、最高血圧・平均血圧
及び最低血圧の計算のアルゴリズムは種々のものがあ
る。例えば最高血圧は脈波センサで検出される脈波の脈
波振幅値が所定レベルを越えた時点のカフ圧とし、脈波
振幅値の最大時のカフ圧を平均血圧とし、これら最高血
圧・平均血圧から（３×平均血圧−最高血圧）/2で最低
血圧が計算される。しかし、この発明では、血圧決定処
理を要部とするものではないので、その詳細な説明は省
略する。

ST5〜ST8で決定された最高血圧等は、表示器14に表示さ
れ（ST9）、次いでCPU20が急速排気弁駆動回路23に指令
を与え、バルブ24を開放し、カフゴム袋19を急速排気し
（ST10）、血圧測定を終了する。

第４図右半部は、前記血圧等決定ルーチンと並行して処
理される脈波認識ルーチンである。この脈波認識ルーチ
ンは、血圧等決定ルーチンのイニシャライズ（ST1）と
共にスタートし、血圧等決定ルーチン実行中に、繰返し
実行されるものである。

ST11では、A/D変換器28よりCPU20に取込れてサンプリン
グされる現時点で最新の脈波の値x_iと、前回サンプリン
グされた脈波の値との差（x_i−x_i-1）を算出し、予め設
定されている初期しきい値xt₀と比較する。なお、この
差（x_i−x_i-1）をこの実施例の指用電子血圧計では脈波
微分として使用しているが、脈波微分を得る手段は、こ
れに限定されるものではない。

このST11で、x_i−x_i-1が予め設定されている初期しきい
値xt₀よりも小なる時は、まだ脈波が出現していないと
して一旦処理を終了し、次の脈波の値がサンプリングさ
れると、再び脈波認識処理が開始される。一方、ST11で
x_i−x_i-1がxt₀よりも大なる時は、ST12へ進む。

ST12において、脈波の値の差x_i−x_i-1と前回の脈波出現
時に算出されたしきい値xt₁とを比較し、x_i−x_i-1がxt₁
よりも小である場合は脈波が出現していないとし、一旦
処理を終了する。一方、x_i−x_i-1がxt₁以上である場合
には、ST13へ進む（なお、xt₁の初期値はxt₀とおかれて
いる）。

ST13では、先ず脈波微分の最大値xt₂を前記x_i−x_i-1と
おく。次に、ST14で次の脈波の値がサンプリングされる
まで待機し、次の脈波の値x_jが得られればST15へ進み、
一つ前にサンプリングされた脈波の値x_j-1（ST13よりST
14へ進んだ場合には、x_j-1はST11〜ST13におけるxiであ
る）との差（x_j−x_j-1）の正負を判定する。x_j−x_j-1が
負である場合には、脈波微分が最大値をとった後、減少
し始めたものとしてST18へ進み、脈波認識フラグを立
て、脈波の出現を血圧等決定ルーチンの最高血圧決定処
理（ST5）、平均血圧決定処理（ST6）脈拍決定処理（ST
8）へ報知する。次いで、脈波微分の最大値xt₂の所定割
合、例えばこの実施例の指用電子血圧計ではxt₂の60％
を次回の脈波認識のためのしきい値xt₁とし（ST19）、
脈波認識処理を一旦終了する。

一方、ST15でx_j−x_j-1が正であると判定された場合に
は、脈波微分は増加中であるとしてST16へ進み、x_j−x
_j-1がxt₂以上であると判定された時は、次のST17でこの
x_j−x_j-1をxt₂として更新し、ST14に戻り、ST16でx_j−x
_j-1がxt₂未満である場合には、xt₂を更新することなく
直接ST14に戻り、脈波微分の最大値xt₂が得られ、脈波
微分が減少を始めるまで上記ST14〜ST17の処理が繰返さ
れる。

次の脈波の出現を認識するための処理においては、ST12
で用いるしきい値xt₁は、上述した処理で得られる前回
の脈波微分の最大値xt₂の所定割合（この実施例では60
％）であり、脈波の出現毎にしきい値xt₂の値は更新さ
れていき、１つの脈波の脈波微分中に現れる他の極大値
は、このしきい値xt₂以下であるため、誤って脈波の出
現を認識することはない。

なお、上記実施例においては、しきい値xt₁を脈波微分
の最大値xt₂より得るための所定割合を60％とした場合
を示しているが、この値に限定されるものではなく、適
宜変更可能である。

（ト）発明の効果この発明の電子血圧計は、脈波微分手段で算出された先
行する脈波の時間微分の最大値の所定割合を、次の脈波
認識のためのしきい値として脈波認識手段に設定させる
しきい値設定手段を特徴的に設けてなるものであるか
ら、脈波微分中に複数の極大値を有している場合であっ
ても、脈波の出現を誤って認識することがなく、血圧及
び脈拍が正確に測定できる利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の概略構成を説明する図、第２図
は、この発明の一実施例に係る指用電子血圧計の外観斜
視図、第３図は、同指用電子血圧計の回路ブロック図、
第４図は、同指用電子血圧計の動作を説明するフロー
図、第５図（ａ）は、脈波の波形を示す図、第５図
（ｂ）は、従来の指用電子血圧計の作用を説明する図、
第５図（ｃ）は、この発明の指用電子血圧計の作用を説
明する図、第６図は、脈波の時間的推移を示す図であ
る。 1:カフ、2:加圧手段、3:減圧手段、4:圧力センサ、5:脈
波センサ、6:脈波微分手段、7:脈波認識手段、8:血圧決
定手段、9:しきい値設定手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カフの減圧時に生体から得られる脈波と圧
力センサによるカフの圧力値とを利用して血圧決定を行
う電子血圧計において、前記脈波の時間微分を算出する脈波微分手段と、この脈
波微分手段の出力信号を所定のしきい値と比較して１周
期毎の脈波を認識する脈波認識手段と、前記脈波微分手
段で算出された先行する脈波の時間微分の最大値の所定
割合を、次の脈波認識のためのしきい値として前記脈波
認識手段に設定させるしきい値設定手段とを設けたこと
を特徴とする電子血圧計。