JPS6244221A - 電子血圧計 - Google Patents

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、脈波の振幅値より血圧値を測定する振動法
の電子血圧計に関する。

（ロ）従来の技術 一般に、この種の電子血圧計は、腕等に巻回されたカフ
に加圧空気を加圧ポンプより供給して、その腕等を阻血
した後、この加圧空気を排気弁から微速排気し、この排
気中にカフ内の圧力を圧力センサで検出すると同時に、
この圧力から脈波成分を検出するように構成されている
。そして、この脈波成分からＣＰＵで脈波振幅値を算出
し、この振幅値とカフ圧とから最高及び最低血圧値を算
出して表示している。

この振幅値は、ＣＰＵにおけるメモリ容量を最小にする
ために、所定長さの時間区間であるウィンドを設定し、
この連続するウィンド毎に該ウィンド内における脈波信
号の最大値と最小値の差より求めている。この差を各ウ
ィンドにおける振幅値の代表値としてパラメータと称し
、この連続して得られるパラメータを基に血圧値を算出
し、表示している。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上述した電子血圧計において、従来、ウィンドの長さを
一定に定めているが、このウィンドには脈波振幅値を得
るために脈波信号の最大値と最小値とが含まれる必要が
あり、少なくとも１拍分の脈波信号が含まれる必要があ
る。従って、このウィンドを設定するに当たり、脈拍の
遅い人でも測定できるように、長くしていた。

しかし、ウィンドを長（すると、１つのパラメータを得
る時間が長くなり、得られるパラメータが少なくなるの
で、血圧値の測定精度が悪（なるという問題があった。

そこで、精度を向上するためには、カフ内の排気速度を
遅くすることになるが、これでは測定時間が長くなると
いう問題がある。

また、脈拍の速い人においては、速い排気速度でも高精
度の測定が行えるにも拘ず、ウィンド長さが一定である
ため、長時間の測定を要し、不必要な阻血状態などの苦
痛を与えることになっていた。

（ニ）問題点を解決するための手段 この発明は、第１図に示すように、カフＡと、このカフ
Ａに加圧空気を供給する加圧手段Ｂと、このカフＡの加
圧空気を微速又は急速排気する排気手段Ｃと、前記カフ
Ａの圧力を検出する圧力検出手段りと、前記カフＡの圧
力から脈波成分を検出する脈波検出手段Ｅと、この脈波
検出手段Ｅの信号から脈波周期を算出する周期算出手段
Ｆと、この脈波周期に対応して脈波振幅値を算出する時
間区間であるウィンドを設定するウィンド設定手段Ｇと
、この各ウィンド毎に脈波振幅値の代表値であるパラメ
ータを算出するパラメータ算出手段Ｈと、前記ウィンド
の長さに対応して前記排気手段りの排気速度を設定する
排気速度設定手段■と、前記パラメータ及びカフ圧より
最高及び最低血圧値を算出する血圧算出手段Ｊとより構
成されている。

（ホ）作用 この発明の電子血圧計は、カフＡに加圧空気を加圧手段
Ｂにより供給した後、この加圧空気を排気手段Ｃにより
微速排気しつつ圧力検出手段りによりカフＡ内の圧力を
検出すると共に、脈波検出手段Ｅにより脈波成分を検出
し、この脈波成分の信号から周期算出手段Ｆにより脈波
周期を算出した後、ウィンド設定手段Ｇにより脈波振幅
値を算出する時間区間であるウィンドを脈波周期に対応
して、周期が大きい時は長く、小さい時は短く設定し、
この各パラメータをパラメータ算出手段Ｈで算出する一
方、前記排気手段の排気速度を排気速度設定手段Ｉによ
り前記ウィンドの長さに対応して長い時は遅く、短い時
は早く設定し、その後、得られるパラメータとカフ圧と
から血圧算出手段Ｊにより最高及び最低血圧値を算出し
ている。

（へ）実施例 以下、この発明の一実施例を、図面に基づいて詳細に説
明する。

第２図に示すように、１は電子血圧計であって、カフ２
に供給された加圧空気を微速排気しつつ、脈波振幅値を
検出し、この振幅値より血圧値を測定する振動法を用い
た血圧計である。

このカフ２は、上腕部等に巻回されるもので、加圧ポン
プ（加圧手段）３及び排気弁（排気手段）４にエアパイ
プ５を介して接続されている。この加圧ポンプ３は、カ
フ２に加圧空気を供給して上院部等を阻血する一方、排
気弁４は、この加圧空気を微速又は急速排気するもので
ある。

更に、カフ２には圧力センサ（圧力検出手段）６が連係
され、カフ２内の圧力を検出してカフ圧信号として出力
されるように成っている。このカフ圧信号は増幅器７及
びＡ／Ｄ変換器８を介して、ＣＰＵ９にデジタル信号と
して入力される一方、増幅器７からバンドパスフィルタ
１０に入力される。このバンドパスフィルタ１０は、カ
フ圧信号から脈波成分を抽出する脈波検出手段であり、
脈波信号を出力するように成っている。この脈波信号は
、Ａ／Ｄ変換器８を介してＣＰＵ９にデジタル信号とし
て入力される。

このＣＰＵ９は、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリを内蔵し、
ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行い
、後述する脈波振幅値であるパラメータの抽出、最高血
圧値・平均血圧値・最低血圧値を決定するように構成さ
れている。また、このＣＰＵ９はスタートスイッチ１１
よりスイッチング信号が入力されると共に、加圧ポンプ
３及び排気弁４に制御信号ａ、ｂが出力され、加圧ポン
プ３を駆動・停止させる一方、排気弁４を微速排気又は
急速排気させるように構成されている。更に、ＣＰＵ９
には表示器１２が連繋され、最高及び最低血圧値並びに
平均血圧値が表示されるようになっている。

ここで、最高及び最低血圧値の決定方法について説明す
る。

この電子血圧計１は振動法を採用しており、バンドパス
フィルタ１０で得られた脈波信号より脈波振幅値（パラ
メータ）を算出し、この脈波振幅値の包絡曲線は、カフ
２の減圧過程において、第３図に示すようにほぼ釣鐘状
になる。この包絡曲線を用いて血圧値を決定することに
なるが、その決定方法は種々提案されており、本実施例
で採用した一例を示すと、各血圧値は次のとおりである
。

平均血圧値：脈波振幅値が最大となる点Ｍのカフ圧 最高血圧値：カフ圧が平均血圧値より高い領域で（脈波
振幅値の上昇過程）、脈 波振幅値が最大値Ｍの５０％とな る点Ｎのカフ圧 最低血圧値：カフ圧が平均血圧値より低い領域で（脈波
振幅値の下降過程）、脈 波振幅値が最大値Ｍの７０％とな る点りのカフ圧 次に、この電子血圧計１の構成並びに作用を、第４図乃
至第８図に示すフロー図に基づいて説明する。尚、ステ
ップはＳＴという。

先ず、第４図のメインルーチンにおいて、ＳＴｌでスタ
ートスイッチ１１がＯＮされると、ＣＰＵ９から制御信
号ａが出力され、加圧ポンプ３が駆動して、カフ２に加
圧空気が供給される。このカフ２内の圧力を圧力センサ
６で検出し、所定のカフ圧に達するとＣＰＵ９が認識し
く５Ｔ２）、制御信号ａを出力して加圧ポンプ３を停止
する（ＳＴ３）。その後、ＣＰＵ９が制御信号すを出力
し、排気弁４が微速排気を開始しく５Ｔ４）、血圧測定
が開始される。この開始時点において、排気弁４の排気
速度は、設定可能な範囲内で最も遅く制御されている。

続いて、パラメータＨを算出するために初期設定が行わ
れ（ＳＴ５）　、以後、パラメータＨの算出、振幅周期
Ｔ、の算出、血圧値の決定、排気速度の設定などの一連
の処理が、ＳＴ６〜５Ｔ１４によって行われる。

ここで、パラメータＨ等の言句について説明すると、パ
ラメータＨとは１ウインドにおける脈波振幅値の代表値
であって、１ウインド毎に１つのパラメータＨが算出さ
れることになる。このウィンドとは、記憶容量を最小に
するため、測定時間、つまりカフ圧の減圧過程を短い時
間に区分した時間区間であり、各ウィンド毎に脈波振幅
が算出され、１つのパラメータＨが決定される。

説明を第４図のフローに戻し、パラメータＨはＳＴ６〜
５Ｔ１４での処理が１回行われる毎に算出され、その回
数をｉで示し、その時点のカフ圧Ｗｉと共にＣＰＵ９の
メモリに記憶される。そして、ＳＴ６〜５Ｔ１４の処理
は平均及び最高血圧値が決定され、最低血圧値か決定可
能と判断（ＳＴ１１）されるまで繰返される。

つまり、ＳＴ６において、後述するサブルーチンが読出
されてカフ圧データ、脈波データの読込み、脈波周３’
ＪＩ　’ｒ　ｓの算出等を行い、パラメータＨの算出処
理が行われる（パラメータ算出手段Ｈ）。

この算出された最後のパメラータＨｉと、以前に得られ
たパラメータＨ０〜Ｈ４−１の最大値Ｈｍａｘとを比較
して（ＳＴ　７）、Ｈ＋＋＋ａｘ　＜　Ｈｉの時は脈波
振幅値の包絡曲線が上昇過程にあり、ＳＴ８に移る一方
、Ｈｍａｘ＞ＨｉＯ時は下降過程にあり、５Ｔｌｌに移
ることになる。このＳＴ８では、パラメータＨの最大値
Ｈｍａｘを順次更新し、最大値Ｈｍａｘに対応する時点
のカフ圧Ｗｉを平均血圧値としく５Ｔ９）、最大値Ｈｍ
ａｘの５０％に最も近いパラメータＨに対応する時点の
カフ圧Ａを最高血圧値とする（ＳＴＩＯ）、この両血圧
値は、ＳＴ６〜５Ｔ１４の処理が繰返される度に更新さ
れ、脈波振幅値の包絡曲線の最大値Ｍになると、パラメ
ータＨの最大値Ｈｍａｘが決定されることになり、平均
血圧値と最高血圧値が最終的に決定される（血圧算出手
段Ｊ）。

次に、パラメータＨｉが低下して、包絡曲線の下降過程
に入り、パラメータＨ４が最大値Ｈｍａｘの７０％より
小さくなったか否かが判定され（ＳＴ１１）、小さくな
ると５Ｔ１５に移り、その７０％以下となった時のカフ
圧Ｗｉを最低血圧値としく血圧算出手段Ｊ）、上述の最
高血圧値・平均血圧値とを表示器１２に表示した後（Ｓ
Ｔ１６）、ＣＰＵ９より制御信号すが出力され、排気弁
４が急速排気しく５Ｔ１７）、カフ２内の加圧空気が排
出されて血圧測定が終了する。

この５Ｔ１１で７０％になるまで５Ｔ１２に移り、次の
パラメータＨｉ　＋　＋　の算出準備を行い、５７１３
．１４において、後述するウィンド長さの設定及び排気
速度の設定が、１つのパラメータＨを算出する毎に行わ
れる。

次に、Ｓｒ１のパラメータ算出処理を、第５図に示すサ
ブルーチンのフローに基づいて説明する。

このサブルーチンは、毎ウィンドにおける脈波データＰ
の最大値と最小値との差をパラメータＨ（振幅値）とし
て算出すると共に、そのウィンド終端におけるカフ圧Ｗ
を該パラメータＨに対応するカフ圧とする一方、各ウィ
ンド付近の脈波周期Ｔ、を算出する 先ず、５Ｔ６０１において、各ウィンドにおける脈波最
大値Ｐｍａｘｓ最小値Ｐｍ１ｎを０とし、データの読込
み回数であるカウンタｎを１として初期化する。そして
、５Ｔ６０２で脈波データＰ　ｎ　％つまりバンドパス
フィルタ１０の出力信号を読込むことになる。この読込
みは１０ｍ５ｅｃ毎に行われ、脈波データＰｎがＣＰＵ
９のメモリに記憶される。

この読込まれた脈波データＰｎは、各ウィンド内におい
て以前の脈波データＰ　Ｉ　””’　Ｐ　ｎ−１と比較
され（ＳＴ６０３．５Ｔ６０５）、最小値Ｐｍ１ｎと最
大値Ｐ　ｍａｘとが設定され（ＳＴ６０４．６０６）、
以後、脈波データＰｎが最小値Ｐｍ１ｎより小さくなる
と、また最大値Ｐ　ｍａｘより大きくなると、それぞれ
最小値Ｐｍ１ｎと最大値Ｐ　ｍａｘが更新される。

続いて、脈波周期Ｔ、を歳出するサブルーチンに移るこ
とになる（ＳＴ６０７）。このサブルーチンは後述する
こととし、５Ｔ６０８に移り、読込み回数のカウンタｎ
に１を加算した後、各ウィンド内の上限データ数ｎｍａ
ｘと比較しく５Ｔ６０９）、上限ｎ　ｍａＸに達してい
ない時は５Ｔ６０２に戻り、上限ｎ　ｍａｘに達するま
でＳｒ１０２〜５Ｔ６０９の動作を繰返すことになる。

この上限ｎｍａｘとは、ウィンドの長さをカウンタｎの
数で示しており、後述する５Ｔ１３で設定される。

この脈波データ数のカウンタｎが上限ｎ　ｍａｘになる
と、１ウインドが終了することになり、５Ｔ６１０に移
り、脈波データの最大値Ｐ　ｍａｘと最小値Ｐｍ１ｎの
差をパラメータＨｉとしてＣＰＵ９のメモリに記憶する
と共に、ウィンド終端のカフ圧Ａｉを、このパラ・メー
タＨｉに対応したカフ圧としてメモリに記憶する（ＳＴ
６１１）。これにより、パラメータＨの算出処理ルーチ
ンが終了し、上述のＳｒ１に移ることになり、１ウイン
ド毎に１つのパラメータＨが算出される。

次に、５Ｔ６０７の脈波周期の算出処理（周期算出手段
Ｆ）を、第６図に示すサブルーチンのフローに基づいて
説明する。このサブルーチンは、１拍当たりの脈波周期
Ｔ、を算出し、この周期Ｔ。

に対応して、ウィンド長さ及び排気速度が設定される　
（ＳＴ１３．５Ｔ１４）。

先ず、Ｓｒ１２１において、脈波周期を示すタイマＴ、
に１が加算される。このサブルーチンは、上述したよう
に、５Ｔ６０７で１つの脈波データＰｎを読込む毎に呼
出されるので、タイマＴ、は１０ｍ５ｅｃｊ４位のタイ
マとなる。続いて、５Ｔ６２２において、脈波を認識し
たか否かが判定され、認識されないと、このサブルーチ
ンは終了して５Ｔ６０８に戻る一方、認識されると５Ｔ
６２３に移ることになる。この認識の判定は種々考えら
れるが、第９図に示すように、例えば脈波データＰｎに
対してスレッショルドレベルＴＨを設定し、脈波データ
Ｐｎの上昇過程がこのスレッショルドレベルＴＨと交差
する交差点Ｃ３〜Ｃ７を認識点とする。従って、１つの
認識点から次の認識点までが１拍であり１脈波周期ＴＭ
となる。

続いて、ＳＴ６２３において、脈拍数である脈波周期Ｔ
Ｍの回数のカウンタＫに１を加算し、このカウンタＫが
５になるまで５Ｔ６２４からこのサブルーチンが終了し
て５Ｔ６０Ｂに戻る一方、５になると５Ｔ６２５に移り
、脈波周期Ｔ、４を５で除して平均脈波周期Ｔ、を算出
してＣＰＵ９のメモリに記憶する。その後、脈波周期Ｔ
イ及びカウンタＫをＯにして初期化が行われる（ＳＴ６
２６、ＳＴ６２７）。これにより、脈波周期算出ルーチ
ンが終了することになる。従って、このサブルーチンは
１０ｍ５ｅｃ毎に呼出されて処理されるので、脈波周３
ｔｌｌ　’ｒ　ｓは脈波データＰｎの読込み回数ｎで示
されることになり、しかも５脈拍毎に新たに設定される
ことになる。

次に、５Ｔ１３のウィンド長さ設定処理（ウィンド設定
手段Ｇ）を、第７図に基づいて説明する。

このウィンド長さｎｍａｘは５Ｔ６２５で求めされた平
均脈波周ＫＩ　Ｔ　Ｐを用いて設定され、ｎｍａｘ　−
Ｔ、　Ｘ　１．１の長さに設定される。このウィンドは
１つのパラメータＨを算出するためのものであり、本来
、１ウインド内に１拍、つまり１脈波周３’Ｊｌ　”ｒ
　ｐが含まれればよいので、ｎｍａＸ＝ＴＰでよいこと
になる。ところが、不整脈や腕動等生体側の諸条件によ
り、脈波周囲が変動することもあり得るので、上述の如
＜ＴＰ　Ｘ　１．１に設定されている（ＳＴ１３１）。

最後に、５Ｔ１４の排気速度設定処理（排気速度設定手
段Ｉ）を、第８図に基づいて説明する。

この排気速度は、ウィンド長さｎｍａｘに対応して算出
制御されている。すなわち、最低脈拍数を４０拍／分と
し、圧力の読込み間隔が４　ｍｍＨｇとなるためには、
平均脈波周”Ａ　Ｔ　Ｐが１５０となり、ウィンド長さ
ｎ　ｍａｘは１６５となる。従って、圧力の読込みは１
ウインドの終端で行うので、１５６０　ｍ５ｅｃ当たり
ｄ　ｍｍＨｇ宛排気すればよいことになる。

この場合の排気速度は、４／１６５０＝２．５１１（ｇ
／ｓｅｃとなる。そこで、常に圧力の読込み間隔を４ｍ
ｍｌ（ｇに保つためには、２．５Ｘ　１６５　ＣｍｍＨ
ｇ／５ｅｃ）とすればよい。（ＳＴ１４１）。

これらのウィンド長さ及び排気速度は、５拍毎新たに設
定されることになり、測定中に順次更新されることにな
る。

尚、この実施例において、排気速度は４　ｍｍＨｇ毎に
圧力を読込むようにしたが、この発明はこれに限られる
ものではない。

また、ウィンド長さも実施例に限られるものでないこと
は勿論である。

（ト）発明の効果 以上のように、この発明の電子血圧計によれば、脈波周
期を検出して、この周期からウィンドを設定する一方、
このウィンドの長さに応じて排気速度を設定するように
したために、脈拍数が異なってもパラメータを数回得る
ことができるので、常に精度の良好な測定を行うことが
できる。

また、脈拍数に応じて排気速度が異なり、脈拍数が多い
時は早く、少ない時は遅（なるので、測定時間を短縮す
るこそができるから、不必要な苦痛を被測定者に与える
ことを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の構成を示す概略図、第２図乃至第
９図は、この発明の一実施例を示し、第２図は、電子血
圧計　のブロック図、第３図は、脈波振幅値の包絡曲線
を示す図、第４図は、電子血圧計のメインルーチンを示
すフロー図、第５図は、パラメータ算出処理ルーチンを
示すフロー図、第６図は脈波周期算出処理ルーチンを示
すフロー図、第７図は、ウィンド長さ設定処理ルーチン
を示すフロー図、第８図は、排気速度設定処理ルーチン
を示すフロー図、第９図は、脈波データを示す図である
。 Ａ　（２）：カフ、　Ｂ　（３）：加圧手段、Ｃ（４）
：排気手段、 Ｄ　（６）：圧力検出手段、 Ｅ（１０）：周期算出手段 Ｆ：周期算出手段、 Ｇ：ウィンド設定手段、 Ｈ：パラメータ設定手段、 ■：排気速度設定手段、 Ｊ：血圧算出手段。 特許出願人　　　　　　　　立石電機株式会社代理人　
　　　　弁理士　　中　村　茂　借集３図 第９図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）カフと、このカフに加圧空気を供給する加圧手段
   と、このカフ内の加圧空気を微速又は急速排気する排気
   手段と、前記カフ内の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記カフ内の圧力から脈波成分を検出する脈波検出手段
   と、この脈波検出手段の信号から脈波周期を算出する周
   期算出手段と、この脈波周期に対応して脈波振幅値を算
   出する時間区間であるウインドを設定するウインド設定
   手段と、この各ウインド毎に脈波振幅値の代表値である
   パラメータを算出するパラメータ算出手段と、前記ウイ
   ンドの長さに対応して前記排気手段の排気速度を設定す
   る排気速度設定手段と、前記パラメータ及びカフ圧より
   最高及び最低血圧値を算出する血圧算出手段とより成る
   電子血圧計。