JPH012626A - 指用電子血圧計 - 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 この発明は指用電子血圧計、特に最低血圧決定手段に特
徴を有する指用電子血圧計に関する。

（ロ）従来の技術 近年、略円筒状をした空気式のカフに、発光素子と受光
素子からなる光電センサを付設し、指をカフに挿通し、
カフ内にポンプ等で空気圧を供給して加圧し、この加圧
により指動脈を圧迫し、例えばカフ圧を動脈の止血状態
から微速減圧して行き、その過程で光電センサにより血
管の脈波成分を検出し、その脈波情報、例えば脈波振幅
と圧力センサで検出されるカフ圧とから、最高血圧や最
低血圧等の血圧等を決定するようにした指用電子血圧計
が提室されている。この種の指用電子血圧計において、
光電センサは、発光素子から光が発せられ、その光が指
で反射されて、受光素子に受光される。指が止血状態に
ある場合は、一定レベル（直流）の反射先頃が受光素子
に受光されるが、指動脈に血液が流れるようになると、
脈波により血管の容積が変化し、反射光計も脈動し、受
光素子の出力は直流成分に脈波成分が重畳したものとな
る。この受光素子の出力より、脈波成分のみが抽出され
て血圧決定のパラメータとして使用される。具体的な血
圧決定手段は、先ずカフ圧の減圧過程で脈波が出現した
時点のカフ圧を最高血圧ＳＹＳとし、脈波振幅の最大と
なる時点のカフ圧を平均血圧ＭＡＰとし、これら最高血
圧と平均血圧からＤｒΔ−（３ＭＡＰ−３ＹＳ）／２で
最低血圧ＤＴＡを算出するものであった。

（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の血圧決定手法は、変化の速
い脈波成分を抽出し、その脈波振幅を用いるものであり
、血管の容積変化の速い変化分だけを捉えるものである
ため、そして最低血圧は、平均ｍｍと最高血圧により算
出するものであり、いわばに音法による結果と近似させ
るための便法であり、その血圧決定原理は論理的に明ら
かなものでなかった。

この発明は、上記に鑑み、最低血圧を論理的に正確に決
定し得る指用電子血圧計を従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一般に、血
圧と血管を止血状態からカフ圧を下げていった圧迫力（
カフ圧）との関係を図示すると第６図に示す通りであり
、同図において圧迫力がＳＹＳを越えている領域ａでは
、圧迫力が強く、血管容積は変化せず、光電センサの受
光素子出力も一定である。しかし、カフの圧迫力がＳＹ
Ｓよりも低くなり、一部血圧波形とクロスする領域すで
は、血圧が圧迫力を越える部分（斜線部分）で、血流が
流れ、血管容積が変化する。従ヮて受光素子出力も一部
脈動突出する。しかし、直流レベル分は、変化しない。

やがてカフの圧迫力がＤｔ八よりも低くなる領域Ｃに至
ると、受光素子は、完全に脈波成分を出力し、以後ＤＩ
Ａよりも、圧迫力が低い分直流レベルも上昇する。すな
わち血圧の下限とカフ圧線が接するｄ点より直流レベル
が上昇する。それゆえ受光素子出力の脈波成分の下側包
絡線の変化点を捉えることにより論理的に血圧が決定可
能となる。

この発明の指用電子血圧計は、上記原理に着目したもの
であり、指を圧迫するためのカフと、このカフに空気圧
を供給する空気圧供給手段と、前記カフの空気圧を変化
させる空気圧調整手段と、前記カフの圧力を検出する圧
力センサと、発光素子と受光素子からなり、前記カフに
付設され、発光素子からの光が指で反射されて受光素子
に受光される光電センサと、前記カフの空気圧変化過程
で前記受光素子の出力と前記圧力センサで検出されるカ
フ圧とに基づいて血圧を決定する血圧決定手段とを含む
ものにおいて、前記受光素子の出力中の脈波成分の下側
包絡線を検出する下側包絡線検出手段を備え、前記血圧
決定手段は、前記検出された下側包絡線と前記圧力セン
サで検出されるカフ圧とに基づいて最低血圧を決定する
最低血圧決定手段を備えて構成するものである。

この指用電子血圧計では、測定過程で光電センサの受光
素子出力中の脈波成分の下側包絡線が検出され、その下
側包絡線の変化点すｎ報により、最低血圧が決定される
。

（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、この発明の一実施例を示す指用電子血圧計の
外観斜視図である。同図において、本体ケース１に指カ
フ２が取付けられ、取付は点２ａを支点に所定角だけ開
閉可能に構成されている。

指カフ２は、指カフボタン３の操作により、図示のよう
に、先端部２ｂが本体ケースｌから離れ、長い指を挿通
しやすくしている。本体ケース１の表面には、表示器４
、電源スィッチ５、スタートスイッチ６を備えている。

本体ケース１内には、後述する電子回路部、ポンプ及び
ポンプ駆動用のモータ、さらに電源電池等が収納されて
いる。

指カフ２は、第３図（Δ）、第３図（Ｂ）に示すように
円筒状の基体１０内に加圧帯８が収納され、さらに基体
１０の周囲をカフホルダー９で保持して構成されている
。加圧帯８は、ゴム基板８２に複数の凸部を有する加圧
袋８３を貼着して複数の空気室８４．８４・・・・・、
を形成して、上記した基体１０内に収納されるものであ
り、この加圧帯８の１部の空気室８４内に脈波検出用の
センサ（光電センサ）として発光素子１５及び受光素子
１６を設け、図示はしていないが、これらはリード線に
より外部に導出され、本体回路部に接続されるようにな
っている。また、加圧″ｒＦ８の内部に、チューブによ
り本体ケース１内のポンプより、空気圧が供給され、加
圧可能に構成されている。

なお、この実施例指カフ２では、脈波検出用の受光素子
１６の両隣の空気室に、それぞれ発光素子１５．１５を
設けているが、これは指の挿入具合によって生じる脈波
検出出力のばらつきを防止するためである。さらに、受
光素子１６の対面する位置に受光素子１８を設けている
。この受光素子１Ｂは、指挿入を検知するために設けら
れるものである。

第１図は、実施例指用電子血圧計の回路ブロック図であ
る。電源スィッチ５がＯＮされると、電源回路１１より
Ｍｒ’Ｕ１２、その他の電子回路部に電源電圧が供給さ
れるようになっており、ＭＰＵ！２の指令のもと、所要
の時にモータ駆動回路２５を動作させて、ボンブモーク
２６を回転させ、指カフ２の加圧帯８を加圧し、さらに
必要に応じ、ＭＰＵ１２の指令のもと急速排気弁駆動回
路２７を駆動させて弁２８を開き、指カフ２の加圧帯８
の圧力を急速に排気し得るように構成されている。

また、微速排気弁２９により指カフ２の加圧帯８の空気
圧を徐々に排気するようになっている。ＭＰＵ１２は、
発光素子１５の発光レベルを示すデジタル値を出力し、
Ａ／Ｄ　（デジタル／アナログ）変換器１３でアナログ
値に変換し、所定の電圧をＬＥＤ駆動回路１４に入力し
、ＬＥＤ駆動回路１４を動作させて発光素子１５を点灯
させるようになっている。この実施例では、ＭＰＵ１２
から出力される指令信号は、発光素子１５を段階的（例
えば、５レベル）に切り換えて発光し１７るようになっ
ている。これは受光素子に取込まれる光の反射光量の贋
が測定者によって、相違するのを補正するために適正な
レベルを設定する必要から設けられる機能である。

指カフ２の圧力は、半導体圧力センサ２３によって検出
され、増幅回路２４、Ａ／Ｄ変換器２２を経て、ＭＰＵ
１２に取込まれ記憶される。一方、光電センサの受光素
子１６の出力は、バッファアンプ１つ、さらにＡ／Ｄ変
換器２２を通して、ＭＰＵ１２に取込まれるように構成
されている。ＭＰＵ１’２は、受光素子１６のバッファ
アンプ１９を通した直流成分を受けて、その値に応じ発
光素子１５の発光レベルを切り換える。一方、指検出用
の受光素子１８の出力もＭＰＵ１２に取り込まれるよう
になっている。ＭＰＵ１２で種々の処理動作が実行され
、最高血圧及び最低血圧が決定されると表示器４で表示
され、さらに処理の過程で必要な指示を出すためブザー
３０が作動されるよに構成されている。

ＭＰＵ１２は、受光素子１６より出力される脈波成分の
下側包絡線（第５図参照）を抽出する機能、下側色￥ｌ
ｔ線が変化なしから上昇に転じたことを検出する機能、
その上昇に転じた点に対応するカフ圧を最低血圧（ＤＩ
Ａ）と決定する機能等を備えている。

次に上記実施例指用電子血圧計により、血圧を測定する
場合の動作について説明する。

先ず、第２図に示すようにブツシュボタン３を操作して
指カフ２を図示のように本体から開かせ、例えば、人差
し指を図のように指カフ２に挿通ずる。この状態で電源
スィッチ５をＯＮにする。

この電源スィッチ５がＯＮされるとＭＰＵ１２の処理動
作がスタートし、第４図（Ａ）に示すように、先ず、表
示器４の全セグメントが点灯される〔ステップＳＴ（以
下ＳＴという）１〕。続いて表示器４の全セグメントを
消灯し表示器４の動作チエツクを行った後（Ｓｒ２）、
表示器４のハート（’；））マークを点灯する（Ｓｒ３
）。このハートマークが点灯されると、計器の電子回路
部の準備が完了したことを示し、測定者は、次にスター
トス・イッチ６をＯＮする（Ｓｒ１）。これによりＳｒ
１の“スタートスイッチが押されたかパの判定がＹＥＳ
となり、続いて表示器４のハートマ−りが消灯される（
Ｓｒ５）。続いて指が挿入されているか否か判定される
（Ｓｒ１）。この判定は、発光素子１５が点灯され、受
光素子１８に入る光が遮断されたか否かによって判定さ
れる。つまり測定者が指を指カフに挿通していると発光
素子１５からの光が指によって遮断されるため、これに
よって指挿入を検知することになる。第２図のように指
が挿通されている状態では、この判定がＹＥＳとなり、
続いて表示器４に上向き矢印を点灯する（Ｓｒ１）。こ
の上向き矢印は、加圧動作の開始を意味する表示であり
、続いてパルプ２８を閉じる（Ｓｒ８）。その後、モー
タ駆動回路２５を作動させてポンプモータ２６を回転ス
タートさせる（Ｓｒ９）。そして、加圧最大時間を設定
する（ＳＴＩＯ）。この加圧最大時間は、加圧に必要な
時間を設定するものである。加圧動作が開始された後、
さらに５ＴＩＩで、再度指挿入が１ど なされたか否かを判定し、なお指が挿入されている場合
には、そのまま加圧を継続することになる。

そして、カフ圧が１７０　ｍｍ１１ｇ以上であるか否か
判定する（ＳＴ１２）。カフ圧が１７０闘１１ｇ以上に
達していない当初の加圧状態では、判定がＮｏであり、
次に５Ｔ４２に移り、加圧最大時間がオーバか否かを判
定する。加圧最大時間がオーバしてない状態では、５Ｔ
ＩＩに戻り、つまり加圧動作をそのまま継続することに
なる。５ＴＩ２でカフ圧が１７０　ｍ１１ｇ以上に達し
たか否かを判定しているのは、この１７０　ｍｍ１１ｇ
を加圧目標値として設定しているためである。カフ圧が
１７０　ｍｍ１１ｇに達すると５ＴＩ２の判定がＹＥＳ
となり、ここでポンプモータ２６をストップしく５Ｔ１
３）、表示器４の上向き矢印を消灯する（ＳＴ１４）。

これで加圧が終了し、次に脈波検出のため、ＬＥＤ　（
発光素子）を点灯する動作に入るが、先ず中段階レベル
であるレベル３のＬＥＤ点灯を行なう（ＳＴ１５）。そ
して、脈波センサ、つまり受光素子１６で検出される直
流（脈波）レベルが所定レベルより高いが否かを判定す
る（ＳＴ１６）。脈波レベルが高い場合には、反射光量
が少ないことを示し、従って、この場合は、ＬＥＤ点灯
レベルを１ランク°高（し、っまりレベル４にしく５Ｔ
１７）、脈波レベルが高いか否か判定する（ＳＴｌＢ）
。５Ｔ１８で、なお脈波レベルが高い場合は、さらにＬ
ＥＤ点灯レベルを１ランク高くし、つまりレベル５にし
く５ＴＩＱ）、続いてＳｒ１０で脈波レベルが高いか否
か判定する。ここでもなお高い場合は、これ以上高い点
灯レベルがないので５Ｔ４５に移る。５Ｔ２０で脈波レ
ベルが高くない場合は、この点灯レベルが適性であると
し、そのレベル５で以後の点灯を実行する。

一方、５Ｔ１６で、つまりレベル３の点灯で、脈波レベ
ルが高くない場合は、今麿はその脈波レベルが低いか否
か判定する。ここで低（ない場合、脈波レベルはリニア
の範囲に存在することになり、点灯レベル３は適性であ
り、従って、第４図（Ｃ）のＳｒ１６に移る。しかし、
Ｓｒ１１で脈波レベルが、低い場合には、逆に５Ｔ２２
で発光素子１５の点灯レベルをレベル２にし、続いて脈
波レベルが低いか否かを判定しく５Ｔ２３）、さらに、
脈波レベルが低い場合には、Ｓｒ１４に移り、発光素子
１５０点灯レベルをレベル１にして同様に脈波レベルが
低いか否かを判定する（ＳＴ２５）。

それぞれレベル２あるいはレベル１でレベルカ適正であ
る場合には、そのまま、そのレベルで発光素子１５の点
灯を続ける。Ｓｒ１５で、なお脈波レベルが低い場合に
は調整外であり、Ｓｒ４５に移る。この第４図（Ｂ）に
示す５Ｔ１５から５Ｔ２５の処理は、実際に測定者が指
を挿入した状態で最も適正な脈波レベルを得るための発
光素子の点灯レベルをＭＰＵ１２の制御のもとに調整し
ている処理である。脈波レベルが適正であると判定され
ると、次に第４図（Ｃ）に示すＳｒ１６に移り、脈波の
生データ、つまりバンファアンプ１９よりＡ／Ｄ変換器
２２を経て取込まれる信号値につき、今回の値Ｘ、と、
前回の値Ｘ１−１の差を求め、その差が所定値Ｘい以上
であるか否か測定する。所定値Ｘい以下であれば判定Ｎ
Ｏであり、５Ｔ３７で、カフ圧Ｐが２０ｍｍ１１ｇより
小さくなったか判定し、Ｐ＜２０ｍｍｔ１ｇとなるまで
、５Ｔ２６の判定を繰り返す。５Ｔ２６でＸ　＝　　　
Ｘ　＝−１＞　Ｘ　ｔｈとなると、脈波が検出されたこ
とになり、その時点のカフ圧Ｐを５ＹＳ（ｆｆｔ高血圧
）と決定する（Ｓｒ２７）。そして、十分に大きい値Ｘ
　Ｂｕ９を脈波レベルの最小値ＸＬＯとして記憶する（
ＳＴ２Ｂ）とともに、ハートマークを０．２秒間点灯し
く５Ｔ２９）、タイマＴをＯとする（Ｓｒ３０）。次に
、５Ｔ３１で脈波データＸ、が、最小値ＸＬＯより小さ
いか否か判定し、小さければ、そのデータＸ、を新たに
最小値Ｘ、。とじて更新記憶しく５Ｔ３２）、小さくな
ければ５Ｔ３２をスキツプして、５Ｔ３３に移り、タイ
マＴが０．３秒を越えたか否かを判定する。ここでは０
．３秒間待機することにより、この間は次の脈波検出を
禁止し、ノイズによる脈波検出を防止している。越えて
いなければ、５Ｔ３１に戻るが、越えていれば、続いて
Ｘ　ｉ　　　Ｘ　ｉ−１〉Ｘいか否か、つまり脈波が検
出されたか否か判定し、脈波が検出されない場合は、カ
フ圧Ｐが２０印ｔｔｇより小さくなるまで（Ｓｒ１９）
、Ｓｒ１１に戻り、５Ｔ３１〜ＳＴ３４の処理を繰り返
す。

Ｓｒ１７及びＳｒ１　’］において、カフ圧Ｐが２０購
１１ｇより小さくなっても、なお、Ｘ　ｉ　　　Ｘ　ｉ
−１がＸｔｈより小さい場合は、表示器４にエラー表示
して（ＳＴ３ｆ３、Ｓｒ１９）、Ｓｒ１５に移る。

Ｓｒ１４でＸｉ　　’ｘｉ−１がＸＬｈより大きいと、
続いてＳｒ１５に移り、ＸＬ、ｏ　　−Ｘご。が所定値
ａより大きいか否か判定する。Ｘ　ＬＯＸ　Ｌ’ｏは、
今回の脈波の最小値ＸＬＯから前回の脈波の最小値ＸＬ
’ｏを引いたものであり、脈波の下側包絡線の変化値を
意味する。このｘｔｏ　　　ＸＬ’ｏがａより小さいこ
とは下側包絡線に変化がないことを意味し、この場合は
、今回の最小値ｘＬ、をＸ　Ｌ’ｏとし、５Ｔ２８に戻
る。５Ｔ２８〜ＳＴ３６の処理が繰り返されることによ
り、脈波の下側包絡線の検出が継続される。Ｘ　ＬＯＸ
　ｔ’。がａより大となると、これは、第５図の点Ａに
相当し、脈波の下側包絡綿が変化し、上昇を開始したこ
とを意味する。それゆえ、その時点のカフ圧ＰをＤＩＡ
（最低血圧）と決定しくＳｒ１１）　、Ｓｒ１５に移る
。

上記のように、エラー表示がなされる（Ｓｒ３７．５Ｔ
３９）か、ＤＩＡが決定される（Ｓｒ４１）と、Ｓｒ１
５でポンプモータ２６をストップし、同様にバルブ２８
を開いて急速排気に移り（Ｓｒ４６）、発光素子１５を
消灯する（Ｓｒ４７）とともに下向き矢印を点灯する（
Ｓｒ４８）。この下向き矢印は、急速排気を意味する表
示である。

そして、カフ圧が５ｍｍｔ１ｇ以下になったか否かを判
定しく５Ｔ４９）、５ｍｍ１１ｇ以下になると下向き矢
印の消灯を行い（Ｓｒ５０）、測定結果有りか否かを判
定しく５Ｔ５１）、エラーでなく通常の測定が有る場合
には、５Ｔ５２で測定結果を表示してＳｒ１に戻り、測
定結果がない、つまり、エラ＝のような場合には、その
ままＳｒ１に戻り次の測定に備えることになる。

なお、上記実施例では、ＤＩＡを決定するのに下側包絡
線の差値が所定値以上になった時点、つまり、変化を開
始した時点を使用しているが、下側包絡線の微分値を求
め、その微分値の最大値に対応するカフ圧をＤＩＡとし
てもよいし、あるいは上記変化点あるいは最大微分値を
基準にして求めてもよい。

（へ）発明の効果 この発明によれば、止血状態からの減圧過程で受光素子
の出力中の脈波成分の下側包絡線を検出する下側包絡線
検出手段を備え、検出される下側包絡線をパラメータと
して、最低血圧を決定するものであるから、受光素子の
出力がゆっくりとした血管容積の変化を検出することに
なり、しかも下側包絡線の変化点は、最低血圧点に相当
することが明らかであるから、論理的に正確な最低血圧
を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の指用電子血圧計のブロンク図、第
２図は、同格用電子血圧計の外観斜視図、第３図（Ａ）
は、実施例指用電子血圧計の指カフの正面図、第３図（
Ｂ）は、同指カフの断面図、第４図（Ａ）、第４図（Ｂ
）、第４図（Ｃ）及び第４図（Ｄ）は、同格用電子血圧
計の動作杏説明するためのフロー図、第５図は、カフ圧
の変化と、脈波レベルの変化の関係を説明する図、第６
図は、カフ圧による圧迫力と、血圧の関係及び受光素子
出力の関係を説明するための図である。 ２：指カフ、　　　　　１２：ＭＰＵ。 １６：受光素子、　　　１９：バシファアンプ。 ２３：半導体圧力センサ。 ２６：ボンプモーク、２９：微速排気弁。 特許出願人　　　　　立石電機株式会社（ほか１名） 代理人　　弁理士　　中　村　茂　信 第２図 第４図、（Ｄ） 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）指を圧迫するためのカフと、このカフに空気圧を
   供給する空気圧供給手段と、前記カフの空気圧を変化さ
   せる空気圧調整手段と、前記カフの圧力を検出する圧力
   センサと、発光素子と受光素子からなり、前記カフに付
   設され、発光素子からの光が指で反射されて受光素子に
   受光される光電センサと、前記カフの空気圧変化過程で
   前記受光素子の出力と前記圧力センサで検出されるカフ
   圧とに基づいて血圧を決定する血圧決定手段とを含む指
   用電子血圧計において、 前記受光素子の出力中の脈波成分の下側包絡線を検出す
   る下側包絡線検出手段を備え、前記血圧決定手段は、前
   記検出された下側包絡線と前記圧力センサで検出される
   カフ圧とに基づいて最低血圧を決定する最低血圧決定手
   段を含むものであることを特徴とする指用電子血圧計。