JPH01201231A - 光電容積脈波法による非侵襲的連続血圧測定装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は充電容積脈波法による非侵襲的連続血圧測定
装置に係り、特に発光手段の光縫調整に関するものであ
る。

（従来の技術） カフ圧を加えた手指部位等の血圧の被検部に発光素子に
よる光を照射する一方、光電検出器により該照射光の透
過光又は反射光を検出し、この受光量が一定の制御目標
値となるように前記カフ圧を調整しつつ、該カフ圧を血
圧として測定するようにした充電容積脈波法による非侵
襲的連続血圧測定装置は知られている。

かかる従来の装置において、前記発光素子は一定の駆動
電流により駆動され、従ってその発光輝度は常時一定と
なるように構成されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、血圧を測定しようとする被検者には、指
の太さ、内部組織、血液の濃淡等の要因において個人差
があり、従って従来の技術のように発光素子の輝度を常
時一定にしたのでは光電検出器の受光量に前記各要因に
基づくバラつきが生じ、このため光電検出器や、各種増
幅器等の特性に広い使用許容範囲が要求されたり、又測
定精度が個人差による影響を受け、特に受光量が少ない
場合にはノイズの影響も顕著になる等の種々の問題を生
じていた。

そこでこの発明は、前記指の太さ等の各要因の個人差の
影響を受けることなく、常に一定の精度で、かつノイズ
の影響も受けることもなく精度よく血圧の測定を行うこ
とができる光電容積脈波法による非侵襲的連続血圧測定
装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段及び作用）前記問題点を
解決するためこの発明は、被検部２に圧刃先加える圧力
供給手段５と、前記被検部２に光を照射する発光手段３
と、この発光手段３から照射された光を検出することで
前記被検部２の血管の血圧脈動的変化に伴う容積変動を
検出する光電検出手段４とを備えてなる光電容積脈波法
による非侵襲的連続血圧測定装置において、前記光電検
出手段４の検出信号に基づき、該光電検出手段４の受光
量が略一定値となる圧力印加時に、当該光電検出手段４
の検出信号を所定の設定地と比較する比較手段２５を設
け、 この比較手段２５の出力信号に基づき、前記光電検出手
段４の検出信号が前記所定の設定値となるべく前記発光
手段３の駆動電流を制御する駆動電流制御手段２６を設
けてなる。

このような構成によれば、指の太さや、内部組織等の各
要因の個人差に応じて発光手段の輝度を調整することで
光電検出手段は、被検者に拘わらず常時略一定の光量を
受光し得、従って信号レベルは常時略一定となり光電検
出手段や増幅器等に広い使用許容範囲が要求されること
がなく、もって略一定の精度で、且つノイズ等の影響も
少なく、精度よく血圧測定を行い得る。

（実施例） 以下にこの発明の実施例を雛付図面に従って説明する。

第１図はこの発明の実施例に係る血圧測定装置の構成を
示すブロック系統図である。

図において、ｌは被検部たる指２を挿入し、この指に圧
力を加えるカフ、３はこの指２に光を照射する発光手段
たる発光ダイオード、４はこの発光ダイオード３より照
射され指２を透過した光を受光する光電検出器たるフォ
トトランジスタ、５はカフェに圧力を供給するための圧
力供給手段、６はフォトダイオード３の輝度を調整する
ための光量調整回路である。

前記圧力供給手段５は、二酸化炭素又は空気等の圧縮ボ
ンベ若しくはコンプレッサ等からなる圧力供給源７と、
この圧力供給源７からの圧力を適当な圧力としてカフｌ
に供給するための供給圧力制御手段８とからなり、更に
この供給圧力制御手段８は、圧源７とカフェの間の配管
ｌｌ上に夫々減圧弁９及び可変しぼり１０を介して設け
られる３ボートのＴｒ！、ｌａ弁１２と、この電磁弁１
２を駆動制御するための制御回路１３とからなる。

前記３ボート？ｌｔ磁弁１２は、制御回路１３により出
力されたパルス信号により、当該パルス電圧が有るとき
は第１．　ｆＪ４２のボート１２ａ、１２ｂを開き圧力
供給源７とカフェを連通せしめるとともに、第３のポー
）１２ｃを閉成して大気とカフ間を閉成せしめる一方、
パルス電圧が無いときは第１のボート１２ａを閉成して
第２、第３のポー）１２ｂ、１２ｃを開成してカッと大
気間とを連通せしめる。そこでこの実施例では、制御信
号として一定周波数（約５０Ｈｚ）のパルス信号を使用
し、このパルスのデユーデイ比を変更することでカフ圧
を制御している。

第２図はかかるデユーデイ比に対するカフ圧を示したも
ので、横軸にデユーデイ比を、縦軸にカフ圧を示してい
る。このグラフからも明らかなようにこの３ボートの電
磁弁１２を用いれば、デユーデイ比によってカフ圧をほ
とんどリニアに、しかも減圧弁９の出力圧力Ｐｉｎ　　
（デユーデイ比１００％）から大気圧（デユーデイ比Ｏ
）までの広い範囲に亘ってカフ圧を調節することができ
る。

一方、前記制御回路１３は上述したデユーデイ制御のた
めのパルス信号を得るためのもので、フォトトランジス
タ４の検出電流信号を電圧信号に変換するための電流−
電圧変換回路１５、この電流−電圧変換回路１５の出力
電圧Ｖｓと、後述する制御目標値の設定器１６からの平
均血圧に相当する設定電圧■０とを比較し、その偏差に
対応した電圧信号Ｖを出力する差動増幅器１７、この差
動増幅器１７の出力電圧Ｖと三角波発振回路１８の三角
波電圧ＶＴとを比較するコンパレータ１９、及びこのコ
ンパレータ１９と？Ｉ！ｍ弁マニュアル操作部２０を選
択して電磁弁１２に接続するためのスイッチ部２１を備
えてなる。

前記コンパレータ１９は第３図（ａ）に示されるように
、差動増幅器１７の出力電圧Ｖと三角波発振回路１８の
三角波電圧ＶＴを比較し、差動増幅器１７の出力電圧■
が三角波電圧ＶＴよりも高い場合に、第３図（ｂ）の如
く高レベルの電圧信号を出力するもので、差動増幅器１
７の信号によりパルス幅変調を行い得るパルス幅変調回
路を構成している。ここに三角波電圧の周波数は電磁弁
１２の応答特性によって決定され、この実施例では略５
０Ｈｚ程度に設定されている。

従ってかかる制御回路によれば、フォトトランジスタ４
の受光量が目標値に対して少なくなった場合には、差動
増幅器１７の出力電圧Ｖが高くなり、コンパレータ１９
と三角波発振回路１８の作用によりデユーデイ比を増大
せしめてカフ圧を高め、逆に受光量が目標値に対して高
くなった場合には、差動増幅器１７の出力電圧Ｖが低く
なり、デユーデイ比を減少せしめてカフ圧を低下させる
ことで受光量を常時制御目標値に保持すべくカフ圧を制
御することができ、従ってカフ圧を常時血圧に対応させ
ることができ、このカフ圧を圧力センサ２３により測定
することで血圧を連続的にＪ１１定することができる。

尚、前記電磁弁マニュアル操作部２０は、例えば後述す
るフォトダイオード３の輝度調整時に、カフ圧を十分高
めるべく３ボート電磁弁１２を駆動させるもので、例え
ば直流電圧を操作により可変的に出力するような電圧源
で構成される。

前記光量調整回路６は、前記′ｉ！流−流圧電圧変換回
路により出力された電圧信号Ｖｓと受光！−設定器２４
に設定された設定電圧とを比較し、その偏差信号を出力
する比較器２５と、この比較器２５からの偏差信号を零
とすべくフォトダイオード３の駆動電流を制御する電流
制御回路２６とからなり、かかる光量調整回路６によれ
ば、後述するフォトダイオード３の輝度調整時（脈波振
動が無くなる程度にカフ圧を十分に高めた状態時）に、
指２の太さ、内部組織等の被検者による個人差の影響を
受けることなく、フォトトランジスタ４の受光量を一定
にすることができ、従って以後の血圧測定時に被検者に
拘わらず、略凹−レベルの信号を扱うことができ、従っ
て又、略一定の精度による測定を行うことができる。

更に、このように脈波振動が無くなる程度に十分にカフ
圧を高めた状態において、予め定めた透過光量（受光量
）になるようにフォトダイオードの輝度を調整し、前述
の如く被検者による個人差の影響を除去した状態におい
ては、それ以後に徐々にカフ圧を減圧した場合、光電脈
波の振幅には個人差があるものの、受光量の減少区間の
傾きは第４図（ｂ）に示すように略均−となり、又光電
脈波の最大振幅点（制御目標値）についても被検者によ
らず略均−となることが経験的に確かめられている。（
尚、第４図（ａ）は従来の制御目標値の決定方法につい
て示すものである。）従ってかかる現象によれば、当該
受光量調整回路６を設け、輝度調整時に受光量を被検者
に拘わらず一定としておけば、制御目標値は経験的に求
めた一定の値に設定することができ、従ってこの実施例
では前述した制御目標値設定器１６を設けるのみで、従
来のような制御目標値の決定回路（ここでの説明は省略
する）は不要となるとともに、安定した制御目標値が迅
速に得られることとなる。

尚、前記電流制御回路２６による電流の制御は光量調整
時のみに行われるもので、この光量７Ａ整後における血
圧測定時には電磁弁マニュアル操作部２０からの信号に
より、前記光ｉＩＥ調整時に定められた電流にロックさ
れる。

以下にこの実施例の動作について説明する。先ず、血圧
測定に際しカフェに指２を挿入した後、スイッチ２１を
電磁弁マニュアル操作部２０側に切り換え、３ボート電
磁弁に所定の電圧を印加してカフ圧を十分高い圧力に保
持する。このときのカフ圧は、フォトトランジスタ４に
よる検出信号が略一定値（直流的）となる程度の圧力と
する。

このとき光量調整回路６は電磁弁マニュアル操作部２０
の信号Ｓを受けてフォトダイオード３の輝度調整を行い
、フォトトランジスタ４の受光量を被検者に拘わらず一
定とする。こうして輝度調整が行われた後、スイッチ２
１をコンパレータ１９側に切り換えると供給圧力制御回
路１３が動作し、フォトトランジスタ４の受光量が制御
目標値と等しくなるべくカフ圧を制御する。そこでこの
ときのカフ圧を圧力センサ２３で測定することにより血
圧を得ることができる。

尚、前記スイッチ２１の切り換えは手動で行うようにし
てもよいが、フォトダイオード３の輝度調整時に当該駆
動電流が定常になったことを検出する検出器を設け、こ
の検出器の出力信号により自動的に切り換えるようにし
てもよい、又、手動で行うにしてもかかる検出器を設け
ておけば輝度調整の終了を確実に知ることができ便利で
ある。

又、供給圧力制御回路１３の一部の回路１６〜１９等は
、輝度調整時にはスイッチ２１に連動してその電源等を
一部オフさせるようにしておいてもよい。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、この発明によれば、血
圧測定前において指の太さや、内部組織等の各要因の個
人差に応じて発光手段の発光輝度を調整し、光電検出手
段が被検者に拘わらす略−定の光量を受光し得るように
したので、後の血圧測定時においても略凹−レベルの信
号を取扱うことができ、従って増幅器等に広いレンジが
要求されることもなく、もって略一定の精度で、且つノ
イズ等の影響も少なく、精度のよい血圧測定を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る血圧測定装置を示すブ
ロック系統図、第２図は電磁弁のデユーティ制御を示し
た特性図、第３図はコンパレータの入出力信号を示す図
、第４図はカフ正に対する受光量の関係を時間を横軸に
とって示した図である。 図面において、ｌはカフ、２は指、３はフォトダイオー
ド（発光手段）、４はフォトトランジスタ（光電検出手
段）、５は圧力供給手段、６は光量調整回路、７は圧力
供給源、８は供給圧力制御手段、１２は３ボート電磁弁
である。 特　許　出　願　人　　株式会社　学習研究社代理人　
　弁理士　　　下　　１）　容−即問　　　弁理士　　
　大　　橋　　邦　　産量　　　弁理士　　　小　　山
　　　　有第３図 ＶＴ 第２図 ラーｉ−デイよＣ（うら） 第、４図 時周

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被検部に圧力を加える圧力供給手段と、前記被検部に光
   を照射する発光手段と、この発光手段から照射された光
   を検出することで前記被検部の血管の血圧脈動的変化に
   伴う容積変動を検出する光電検出手段とを備えてなる光
   電容積脈波法による非侵襲的連続血圧測定装置において
   、 前記光電検出手段の検出信号に基づき、該光電検出手段
   の受光量が略一定値となる圧力印加時に、当該光電検出
   手段の検出信号を所定の設定値と比較する比較手段を設
   け、 この比較手段の出力信号に基づき、前記光電検出手段の
   検出信号が前記所定の設定値となるべく前記発光手段の
   駆動電流を制御する駆動電流制御手段を設けたことを特
   徴とする光電容積脈波法による非侵襲的連続血圧測定装
   置。