JPS61232830A

JPS61232830A - 電子血圧計

Info

Publication number: JPS61232830A
Application number: JP60072352A
Authority: JP
Inventors: 義徳宮脇; 諭上野; 修白崎; 雅直川田原
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1985-04-04
Filing date: 1985-04-04
Publication date: 1986-10-17
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: JPH0628638B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、カフ圧信号中に重畳される脈波成分を抽出
して血圧を決定する、いわゆる振動法採用の電子血圧計
に関する。

（ロ）従来の技術振動法採用の電子血圧計には、カフを上腕等に巻き、カ
フを加圧して動脈を圧迫して阻血し、減圧してゆく過程
でカフ圧を検出するとともに、カフ圧信号中に重畳され
る脈波成分を抽出し、この脈波成分の波形情報を脈波振
幅列（パラメータ列）に変換し、さらにこの脈波振幅の
最大値を抽出し、この脈波振幅の最大値とカフ圧に基づ
き、血圧を決定するものがある。この場合の血圧決定の
アルゴリズムとしては、例えば脈波振幅の最大値に対応
するカフ圧を平均血圧、脈波振幅の最大値の５０％に相
当する高カフ圧側の脈波振幅に対応するカフ圧を最高血
圧、また脈波振幅の最大値の７０％に相当する低カフ圧
側の脈波振幅に対応するカフ圧を最低血圧と決定する手
法が用いられている。

この種の電子血圧計で、脈波振幅列の最大値を抽出する
のに、従来は、抽出された脈波振幅列が所定回連続的に
減衰した場合に、それまでに抽出された最大値を脈波振
幅列の最大値と固定している。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記した従来の電子血圧計の脈波振幅最大値抽出方法で
は、カフの排気速度が遅い場合、脈波振幅の本来の変化
が小さく、その上呼吸や体動による脈波振幅の変動が生
じると、脈波振幅の増加過程でのわずかな減少で、脈波
振幅の最大値を抽出したと誤認識してしまい、真の最大
値でない値を真の最大値であるとして固定し、その最大
値を基に演算を施して血圧を決定するため、血圧値とし
て大きな誤差を生じてしまうおそれがあった。例えば、
第７図に示すカフ圧−脈波振幅特性で、真の最大値Ａ　
ＭＡＸに対応するカフ圧Ｃ，を平均血圧と決定すべきで
あるのに、真の最大値Ａ　ＭＡＸが抽出される以前に極
大値Ａ’　ＭＡＸが抽出され、これに対応するカフ圧Ｃ
″８が平均血圧とされ、さらにまた、この極大値Ａ’　
ＭＡＸを基準に、最高血圧や最低血圧を決定するので、
結果的に血圧決定に大きな誤差を生じることになる。

この発明は、上記に鑑み、脈波振幅等のパラメータの最
大値を正確に抽出でき、精度の良い血圧決定をなし得る
電子血圧計を提供することを目的としている。

（ニ）問題点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、第１図に概略構成を示すように、カフ圧
と、このカフに連結されカフを加圧あるいは減圧するた
めの圧力系２と、カフ圧を検出する圧力センサ３と、こ
の圧力センサの出力中に含まれる脈波成分を抽出する脈
波抽出手段４と、この脈波抽出手段で抽出される脈波成
分の波形情報を所定のパラメータ列に変換するパラメー
タ抽出手段５と、このパラメータ列の最大値を抽出する
パラメータ最大値抽出手段６と、抽出されたパラメータ
列が連続的に減衰していることを検出する減衰検出手段
７と、前記パラメータが前記パラメータ最大値に対し所
定の比率以下に降下したことを判別するパラメータ降下
判別手段８と、前記減衰検出手段による連続減衰検出と
前記パラメータ降下判別手段による所定降下判別出力で
もって、前記パラメータ最大値抽出手段でそれまで抽出
された最大値をパラメータ列の最大値と決定する最大値
決定手段９と、決定されたパラメータ最大値と前記カフ
圧に基づいて血圧を決定する血圧決定手段１０とから構
成されている。

この電子血圧計では、減衰検出手段７でパラメータ列が
連続的に減衰していることが検出されるとともに、パラ
メータ降下判別手段８でパラメータがそれまでの最大値
に対し所定の比率以下に降下されたことが検出されると
、これを条件に、それまでにパラメータ最大値抽出手段
６で抽出された最大値がパラメータ列の最大値と決定さ
れる。

そのため、パラメータ列が連続的に減衰しても、わずか
な変化であれば、まだ最大値が決定されないことになる
。

（ホ）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。

第２図は、この発明が実施される電子血圧計のブロック
図である。同図において、カフ１１は腕に巻回するため
の周知のゴム袋であって、圧力系１２を構成する排気弁
１３及び加圧ポンプ１４にゴム管１５により連通されて
いる。また、圧力センサ１６もゴム管１５によりカフ１
１に連通され、カフ圧を電気信号に変換する。圧力セン
サ１６の出力は、後述するように、カフ圧の直流分に重
畳して脈波成分が含まれており、この出力がＡ／Ｄ変換
器１７でデジタル信号に変換されて、ＣＰＵ１８に取込
まれるようになっている。

ＣＰＵ１Ｂは、内蔵のプログラムに従った所定の処理を
実行し、圧力センサ１６よりの生データを取込む機能、
その生データからカフ圧と脈波成分を分離し、それぞれ
カフ圧及び脈波成分を抽出する機能、脈波成分の振幅を
抽出する機能、抽出された脈波振幅の最大値を抽出する
機能、抽出した脈波振幅列が連続的に減衰していること
を検出する機能、抽出した脈波振幅が最大値に対し所定
の比率以下に降下したことを判別する機能、脈波振幅の
最大値とカフ圧とから最高血圧・最低血圧を決定する機
能等を備えている。決定された血圧値は、表示器１９に
表示される。

またＣＰＵＩ　８は、図示しない測定開始キーが操作さ
れると、指令ａにより加圧ポンプ１４の作動を開始させ
、カフ１１を加圧するようになっており、指令すにより
排気弁１３の排気量を制御する。また、圧力センサ１６
よりの脈波成分を重畳したカフ圧は、指令Ｃにより所定
のサンプリング周期で読込まれる。

次に、上記実施例電子血圧計の動作を、第３図に示すフ
ロー図を参照して説明する。

測定を行う場合は、カフ１１を上腕に巻き、測定開始キ
ーが押される。これにより動作がスタートし、先ず指令
ａにより加圧ポンプ１４が作動を開始し、カフ１１の加
圧が開始される〔ステップＳＴ（以下ＳＴと略す）１〕
。そして、所定値まで加圧が続けられる。この所定値は
、被測定者の平常の最高血圧値より高目の値（例：　＋
　３０ｍｍ１ｇ）に予め設定されたものである。カフ圧
が所定値に達すると（Ｓｒ１）　、加圧ポンプ１４の作
動を停止して加圧を停止する（Ｓｒ１）。そして、指令
すにより排気弁１３を微速排気とし、それまで所定値ま
で加圧した状態から、ゆっくりとした減圧過程に入る（
Ｓｒ１）。すなわち、測定動作に移る。微速排気開始と
ともに、ＣＰＵ１８に内蔵のタイマＴ１（時間１０〜３
０ミリ秒）をスタートさせ（Ｓｒ１）　、タイムアツプ
毎に、つまり１８時間の経過毎に（Ｓｒ６）　、Ａ／Ｄ
変換器１７の出力データを読込む（Ｓｒ１）。このＡ／
Ｄ変換器１７の出力データは、第５図Ｓ　（ｉ）に示す
ように、カフ圧（直流分）成分に脈波成分が重畳された
生データである。次に、この生データＳ　（ｉ）に演算
を施して、カフ圧Ｐ　ｃ　（ｉ）を求める（Ｓｒ８）。

このカフ圧Ｐ　ｃ　（ｉ）は、上述したように、減圧過
程で徐々に降下してゆ（ものである〔第５図Ｐｃ（ｉ）
参照〕。

また、生データＳ　（ｉ）にデジタルフィルタとしての
演算処理を施し、第５図に示す脈波成分Ａ　（ｉ）を抽
出スる（Ｓｒ９）。このフィルタリング処理はカット周
波数０．３〜Ｉ　Ｈｚの２次バイパスとされる。瞬時の
脈波成分Ａ　（ｔ）が抽出された後、脈波振幅を求める
ための１脈波分のデータが得られたか否か判定され（Ｓ
ＴＩ　Ｏ）　、１脈波分のデータ抽出が終了していない
とＳｒ１に戻り、上記したＳＴ５〜５ＴＩＯの処理を繰
返し、Ｔ、毎にカフ圧データＰ　ｃ　（ｉ）と脈波デー
タＡ　（ｉ）を抽出する。

ｌ脈波分の脈波データが得られると、５ＴＩＯの判定は
ＹＥＳとなり、その１脈波分の脈波データＡ　（ｉ）の
最大値と最少値の差値を演算し、脈波振幅Ａ　（ｎ）を
算出する（ＳＴＩＩ）。また、この抽出された脈波振幅
Ａ　（ｎ）に対応するカフ圧Ｐｃ（ｎ）を選択記憶する
（ＳＴ１２）。測定終了までの脈波振幅Ａ　（ｎ）をカ
フ圧Ｐ　ｃ　（ｎ）に対応して配列すると、第５図に示
す脈波振幅列が得られる。

脈波振幅算出と対応カフ圧選択に続いて、脈波最大振幅
が検出済であるか否か判定される（ＳＴ１３）・通常、
測定開始当初は脈波振幅は脈波毎に上昇しているので、
この判定はＮＯであり、５７１４に移り、脈波振幅最大
値検出処理を行い、５Ｔ１５で脈波最大値が検出（決定
）されたか否か判定する。測定開始当初は、上記理由に
より、５Ｔ１５の判定はＮｏとなり、Ｓｒ１に戻る。な
お、５Ｔ１４．５Ｔ１５の脈波振幅最大値検出処理の詳
細は後述する。

測定動作が進行し、脈波振幅最大値Ａ　ＭＡＸが検出さ
れると、５Ｔ１５の判定がＹＥＳとなり、続いて、脈波
振幅最大値ＡＭＡＸにα（例：α＝０．５）を乗じたα
Ａ　ＭＡＸ　（Ａ　ＭＡＸよりも高カフ圧倒）に対応す
るカフ圧Ｐ　ｃ　（ｓ）を最高血圧と決定する（ＳＴ１
６）。そしてＳｒ１に戻る。

その後も、カフの減圧過程が続く中で、ＳＴ５以降の処
理が継続される。すでに脈波振幅最大値が検出済なので
、５Ｔ１３の判定がＹＥＳとなり、続いて今回の脈波振
幅Ａ　（ｎ）が抽出された脈波振幅最大値Ａ　ＭＡＸに
β（例：β＝　０．７）を乗じたβＡ　ＭＡＸに達した
か否か判定される（ＳＴ１７）。

脈波振幅Ａ　（ｎ）がβＡＭＡＸよりも大きい間は、こ
の判定がＮＯであり、Ｓｒ１に戻り、ＳＴ５〜５Ｔ１３
．５Ｔ１７の処理を継続する。脈波振幅Ａ（ｎ）がβＡ
ＭＡＸに達すると、５Ｔ１７の判定がＹＳとなり、続い
てβＡ　ＭＡＸ　（Ａ　ＭＡＸよりも低カフ圧側）に対
応するカフ圧Ｐ　ｃ　（Ｄ）を最低血圧と決定する（Ｓ
Ｔ１８）。以上で測定が終了する。なお、図示は省略し
ているが、最低血圧が決定されると、最高血圧・最低血
圧等は表示器１９で表示され、またカフ１１内は急速に
排気される。

次に、第４図を参照して、上記５Ｔ１４の脈波振幅最大
値検出処理を詳細に説明する。

第３図に示すメインフローにおいて、動作が５Ｔ１４に
入ると、第４図に示すように、先ずそれまでの脈波振幅
の最大値Ａ　ＭＡＸと今回の脈波振幅Ａ　（ｎ）を比較
し、“Ａ　ＭＡＸ≧Ａ　（ｎ）か”判定する（ＳＴ４１
）。測定開始当初のように、脈波振幅Ａ　（ｎ）が処理
の進行とともに上昇している場合は、この５Ｔ４１の判
定はＮＯとなり、今回の脈波振幅Ａ　（ｎ）が新たな脈
波振幅最大値ＡＭＡＸとして更新記憶され（ＳＴ４２）
、脈波最大振幅検出法を示すフラグＦＡＭＡＸを０とし
く５Ｔ４３）、さらにカウンタＣＴをＯとして（Ｓｒ１
４）　、Ｓｒ１に戻る。

脈波振幅Ａ　（ｎ）の変化が上昇から下降に移ると、５
Ｔ４１の判定がＹＥＳとなり、続いてカウンタＣＴに＋
１を行い（ＳＴ４５）、カウンタＣＴの内容かに以上か
否か判定される（ＳＴ４６）。このカウンタＣＴはＣＰ
Ｕ１８に内蔵され、脈波振幅Ａ　（ｎ）の下降（減衰）
が連続する回数をカウントするために設けられている。

カウンタＣＴのカウント値がＫ（例：に−３）より小さ
い場合は、５Ｔ４６の判定はＮｏであり、そのままＳｒ
１に戻るが、カウント値がＫに達すると５Ｔ４６の判定
がＹＥＳとなり、続いて１γＸＡＭＡＸ≧Ａ　（ｎ）か
”判定される（ＳＴ４７）。

すなわち、脈波振幅Ａ　（ｎ）がそれまで求められた脈
波振幅ＡＭＡＸ　ニ所定値γ（例：　ｒ　−０，７〜０
．９）を乗じた値よりも小さくなったか否か判定する。

もしこの判定がＮｏの場合は、脈波振幅Ａ　（ｎ）が連
続的に下降しているといえども、その変化分はわずかで
あり、それまでの最大値は例えば第７図のＡ’ＭＡＸに
相当し、真の脈波振幅最大値でないことを意味する。そ
のため、そのままＳｒ１に戻る。

γＸ　ＡＭＡＸ　２：Ａ　（ｎ）を満足する場合には、
脈波振幅Ａ　（ｎ）の下降過程で脈波振幅Ａ　（ｎ）が
十分に減衰したことを意味し、この場合、抽出されてい
るＡ　ＭＡＸは真の脈波振幅最大値である可能性が高い
。

５Ｔ４７の判定がＹＥＳであると、続いて脈波振幅最大
値Ａ　ＭＡＸに対応するカフ圧Ｐｃ（ＡＭＡＸ）が所定
圧Ｐ　ｃ＋（Ｐ　ＣＩ　＝　１１０〜１２０ｍｍＨｇに
選定）以上か否か判定しく５Ｔ４８）、もし判定ＹＥＳ
。

すなわちＰｃ（ＡＭＡＸ）がＰｃ、以上である場合は、
脈波振幅最大値Ａ　ＭＡＸがＤ（Ｄ＝１〜２ｍｍＨｇ）
以上である場合（ＳＴ４９）、また５Ｔ４Ｂの判定がＮ
Ｏの場合、すなわちＰｃ（ＡＭＡＸ）がｐｃ、に満たな
い場合には、脈波振幅最大値Ａ　ＭＡＸがＥ　（Ｅ＝　
０．５〜１　ｍｍＨｇ）以上である場合（ＳＴ５０）に
・それぞれ脈波振幅最大値検出済のフラグＦＡＩＩＡＸ
を１にする（ＳＴ５１）。この５Ｔ４８〜５Ｔ５０の処
理は、ノイズを誤検出しないために行われている。次に
５Ｔ５２で、今回の脈波振幅Ａ　（ｎ）に対応するカフ
圧Ｐ　ｃ　（ｎ）が所定圧ｐ　ｃ　ｚ（Ｐ　ｃ　ｚ＝９
０〜１１０ｍｎ＋Ｈｇ）以上の場合は、すでに最大値が
検出されていてもＳｒ１に戻り、脈波振幅最大値検出処
理を続行して走らせ、Ａ　ＭＡＸを上回るＡ　（ｎ）が
検出されれば５Ｔ４２〜５Ｔ４４の処理を行い、新たに
脈波振幅最大値検出の処理を行う。

なお、上記実施例では、最大振幅値のチェックを対応カ
フ圧Ｐ　ｃ　（Ａ　ＭＡＸ）がＰｃ、以上であるか否か
によって、Ｄ、Ｅの２レベルで行うようにしているが、
第６図に示すように、Ｐｃ（ＡＭＡＸ）とＡ　ＭＡＸを
連続関数としてチェックするようにしてもよい。

５Ｔ４９．５Ｔ５０に関するチェック、あるいは第６図
によるチェックは、高血圧患者では脈波振幅が大きく、
低血圧患者では脈波振幅が小さい現象を利用している。

もっとも、上記実施例では、より完全な脈波振幅最大値
検出をなすために、５Ｔ４８以降の処理を行っている。

従って、これらの処理を省略して、５Ｔ４６．５Ｔ４７
の処理のみでも、従来のものに比し、精度の良い脈波振
幅最大値検出を行うことができる。

（へ）発明の効果この発明よれば、脈波振幅等、パラメータの最大値の連
続的な減衰の検出の他に、それまでの最大値に対し所定
比率以上の減衰があった場合に、それまで抽出済の脈波
パラメータ最大値を真の脈波パラメータ最大値と決定す
るようにしているので、排気速度が遅い状態で、呼吸や
体動のために生ずる極大値等に対しては、真の最大値と
決定することがなく、真の脈波パラメータ最大値のみを
最大値と決定し得るので、精度の高い血圧決定を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の概略構成を示す図、第２図は、こ
の発明が実施される電子血圧計のブロック図、第３図は
、同電子血圧計の動作を説明するためのメインフロー図
、第４図は、同メインフロー図の脈波振幅最大値検出処
理ルーチンをさらに詳細に示したフロー図、第５図は、
同電子血圧計の動作を説明するための波形タイムチャー
ト、第６図は、脈波振幅最大値対応のカフ圧Ｐｃ（ＡＭ
ＡＸ）と脈波振幅最大値Ａ　ＭＡＸの検定特性を示す図
、第７図は、従来の電子血圧計の問題点を説明するため
のカフ圧−脈波振幅特性を示す図である。１：カフ、　　　　　２：圧力系、３：圧力センサ、　　４：脈波抽出手段、５：パラメー
タ抽出手段、６：パラメータ最大値抽出手段、７：減衰検出手段、８：パラメータ降下判別手段、９：最大値固定手段、１０：血圧決定手段。特許出願人　　　　　　　　立石電機株式会社代理人　
　　　　弁理士　　中　村　茂　信第１図第２図Ｐｃ　（−）第５図比＜ｎ＞第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カフと、このカフに連結されカフを加圧あるいは
減圧するための圧力系と、カフ圧を検出する圧力センサ
と、この圧力センサの出力中に含まれる脈波成分を抽出
する脈波抽出手段と、この脈波抽出手段で抽出される脈
波成分の波形情報を所定のパラメータ列に変換するパラ
メータ抽出手段と、前記パラメータ列の最大値を抽出す
るパラメータ最大値抽出手段と、抽出されたパラメータ
列が連続的に減衰していることを検出する減衰検出手段
と、前記パラメータが前記パラメータ最大値に対し所定
の比率以下に降下したことを判別するパラメータ降下判
別手段と、前記減衰検出手段による連続減衰検出と前記
パラメータ降下判別手段による所定降下判別出力でもっ
て、前記パラメータ最大値抽出手段でそれまで抽出され
た最大値をパラメータ列の最大値と決定する最大値決定
手段と、決定されたパラメータ最大値と前記カフ圧に基
づいて血圧を決定する血圧決定手段とからなる電子血圧
計。