JPH01303125A - 非観血血圧測定方法 - 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） 本発明は、非観血血圧測定において、最低血圧の指標と
なるコロトコフ音及び平均血圧の指標となる脈波成分の
極大値を確実に識別したあと最高血圧を自動的に算出す
ることによって血圧を測定するという非観血血圧測定方
法に関するものである。

（従来の技術） 従来、上腕部にカフを巻き、まず動脈が閉鎖されるまで
カフ内に気体を圧送したあと、カフ圧を２〜３　ｍａ＋
Ｈｇ／　ｓｅｅ、の速度で徐々に排気していくとき逓減
カフ圧に伴って発生するコロトコフ音を、カフに備えた
マイクロフォンで検出し、最初にコロトコフ音が発生し
たときのカフ圧を最高血圧値とするとともに、さらに続
けて排気する過程で発生していた最後のコロトコフ音が
消滅したときのカフ圧を最低血圧値ととして測定する、
いわゆるＫ　ｏｒｏｔｋｏｖ−Ｒｉｖａ　Ｒｏｃｃｉ法
が一般的であったＯＫ　ｏｒｏｔｋｏｖ−ＲＩｖａ　Ｒ
ｏｃｃｉ法による従来の自動血圧測定方法におけるコロ
トコフ音検出識別方法は、（１）コロトコフ音と雑音と
の周波数成分の差から信号の有無を検出する方法。

（２）コロトコフ音と雑音との電気的出力成分の差から
信号の有無を検出する方法。

（３）コロトコフ音と他の生体情報、例えば心電図Ｒ波
や指尖脈波との同期性を利用して信号の有無を検出する
方法等があった。

しかし、前記コロトコフ音検出識別方法のいずれにおい
ても、確実なコロトコフ音の検出識別は困難であり、自
動血圧Ｍｌｌ上上ネックになっていた。

一方、いわゆる振動法においては、その測定基準となる
生体情報のゆえにＫ　ｏｒｏｔｋｏｖ−Ｒｉｖａ　Ｒｏ
ｃａｉ法のようにポイントで血圧測定点を認識すること
は困難であり、最高血圧、最低血圧ともに、ある範囲内
での血圧測定点を設定せざるを得ないという問題があり
、このことがいわゆる振動法における血圧測定誤差を生
む要因の一つとなっている。

（発明が解決しようとする課題） Ｋ　ｏｒｏｔｋｏｖ−ＲＩｖａ　Ｒｏｃｃｌ法による前
記従来の自動血圧測定方法においては、性状が多岐にわ
たるコロトコフ音すべてに対応して血圧測定の基準とな
るコロトコフ音を確実に検出識別することか困難である
。

また、測定中の体位の移動や、カフの圧迫による腕や皮
膚の小きざみな動きによる擦過雑音等は、いずれも＃Ｊ
定時間の経過とともに、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を下
げ、誤動作の原因となって、血圧測定基準となるコロト
コフ音の検出識別をますます困難にしている。

さらに血圧低下、循環不全、虚弱体質等の場合には生理
的にコロトコフ音そのものが減弱しているために相対的
にＳ／Ｎ比が低下し、誤動作は無論、血圧測定が不能と
なることさえあるという問題があった。

そこで本発明が解決しようとする課題は、非観血血圧測
定において、最低血圧対応のコロトコフ音及び平均血圧
対応の脈波の存在を確実に認識させることにより、最高
血圧値は前記公式（１）を用いて自動的に算出すること
で、雑音や誤動作等による誤差をなくすことにより正確
な血圧７］）Ｉ定を可能にさせるという点にある。

同時に、カフ内への気体の圧送の過程ですでに血圧測定
を終了させることにより、血圧測定時間を短縮させると
ともに、血圧測定誤差の要因ともなる過剰な加圧、及び
不適切な排気速度等による動脈の皆血等を回避するとい
う点も解決すべき課題とするものである。

（課題を解決する為の手段） 本発明に係る非観血血圧測定方法は以上のような課題を
解決するものであり、次に説明するような方法を採用し
た。

まず、非観血血圧測定において、上腕に巻いたカフ内に
気体を圧送して動脈を閉鎖させる過程で、被測定者の動
脈から発生するコロトコフ音に一致する血管音及び脈波
の両方を検出し、それぞれの血管音波形及び脈波成分を
予め設定されたパターン認識プログラムに従って波形認
識する。

次に、このようにして認識された血管音波形及び脈波を
定性的及び定量的に検索して、前記血管音認識波形がコ
ロトコフ音を含む血圧測定基準に合致した場合に、血管
音中にコロトコフ音の発生があるものと判断し、最初の
コロトコフ音が発生したときに検出された圧力を最低血
圧値として記憶するとともに、脈波成分の極大値が検出
されたときの圧力を平均血圧値として記憶する。

このようにして記録された最低血圧値及び平均血圧値に
基づいて前記式（１）により最高血圧値を算出し、算出
された最高血圧値を記憶することにより、血圧を自動的
に測定する。

（作　　用） 上記非観血血圧測定方法において、前記パターン認識プ
ログラムに従って認識された血管音波形の例えば電圧レ
ベルを、一定時間間隔をもった検索ポイント毎に検索し
、予め設定された検索ポイント数の範囲毎にピークＰを
決定する。

次に、このピークＰが脈音によるものかコロトコフ音に
よるものかを予め定められたビーク判定基準に従って判
定する。

このとき、このピークＰが脈音によるピークＰＡと判定
した場合は、このピークＰＡを基点として同基点以後の
予め設定された検索ポイント数ＮＡ間において前記ＰＡ
を越えない第２のピークＰＢを検索し、このピークＰＢ
の電圧と同ピークＰＢから数えて予め設定された検索ポ
イント数ＮＢだけ前の検索ポイントでの電圧とを比較演
算して算出された差が予め設定されたＶＡボルト以上で
あれば脈音の後にコロトコフ音の発生があると判定する
。

また、前記ピークＰが前記判定基準によりコロトコフ音
によるピークＰＣと判定した場合は、このピークＰＣを
基点としてこの基点以前の予め設定された検索ポイント
数ＮＣ間において前記ピークＰＣを越えない第２のピー
クＰＤを検索し、このピークＰＤの電圧と、同ピークＰ
Ｄから数えて予め設定された検索ポイント数ＮＤだけ前
の検索ポイントでの電圧とを比較演算して、算出された
差が予め設定されたＶＢボルト以上であればコロトコフ
音の前に脈音の発生があると判定する。

さらに、前記ピークＰＡとピークＰＢを有する血管音波
形、及び前記ピークＰＣとピークＰＤを有する血管音波
形が、最低血圧に対応する血管音波形であるか否かを、
予め定められた最低血圧対応血管音基準波形と比較して
判定したうえ、この最低血圧対応血管音基準波形に合致
したコロトコフ音が最初に認識されたときのカフ圧を最
低血圧値とする。

一方１．カフ圧の減少に伴い、脈波振幅が徐々に大きく
なり、同脈波振幅が最高血圧値を示す点より急激に増大
し、平均血圧値を示す点において極大を迎え、その後急
激に減少し、最低血圧値を示す点よりは徐々に小さくな
るという脈波振幅曲線をパターン認識プログラムにより
認識することにより、該脈波振幅曲線上の極大点を検出
し、この点に対応するカフ圧を平均血圧値とする。

最後に、前記最低血圧値とともに、この平均血圧値を前
記式（１）に代入して算出された値を最高血圧値とする
ことにより、最高血圧及び最低血圧が測定される。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を図面に従って具体的に説明す
る。

第１図は本実施例の自動血圧計の血圧測定用演算制御ブ
ロック図を示したもので、演算制御作用の中心を成すも
のとしてマイクロコンピュータＣＰＵが用いられている
。

同マイクロコンピュータＣＰＵには、同ＣＰＵが必要と
するクロック信号を供給するためのりアルタイムクロッ
ク回路１が接続されている。また、カフ３内に備えたマ
イクロフォン４が、上腕５の動脈６から発生した血管音
及び脈波を検出したとき、この検出された電気信号を増
幅するために設けられた増幅回路７の出力信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ回路２がマイクロコ
ンピュータＣＰＵに接続されている。

また、カフ３内の圧力を検出して検出圧力対応の電気信
号を出力する圧力センサ８、及び同圧力センサ８から出
力された電気信号を増幅する圧力センサ増幅回路９が設
けられて、同圧力センサ増幅回路９から出力されたカフ
圧力対応のアナログ信号は、前記Ａ／Ｄコンバータ回路
２によりデジタル信号に変換されたあと、マイクロコン
ピュータＣＰＵに出力される。

またミ前記圧カセンサ増幅回路９には帯域フィルター１
０が接続され、同圧力センサ増幅回路９から出力された
電気信号のうち脈波成分については帯域フィルター１０
で検出され、その検出成分は前記Ａ／Ｄコンバータ回路
２に入力される。

さらに、血圧測定に必要な後述のパターン認識プログラ
ム、測定演算プログラム、最低血圧算出演算プログラム
及びその他の所定データを記憶させるためのプログラマ
ブルリードオンリーメモリＰ−ＲＯＭを備えた記憶回路
１１と、測定演算データ、パターン認識データ等を一時
的に記憶させるためのランダムアクセスメモリＲＡＭを
備えた記憶回路１２とがマイクロコンピュータＣＰＵに
接続されている。

さらに、マイクロコンピュータＣＰＵには、マイクロコ
ンピュータＣＰＵのアドレス指令及び出力指令により作
動する出力インターフェイス１３が接続され、同出力イ
ンターフェイス１３には最高血圧値表示用のＬＥＤ表示
器１４、最低血圧値表示用のＬＥＤ表示器１５とが接続
されている。

また、連続的に被ＡＪ１定者の検査情報をプリントアウ
トするプリンタ１ＧとマイクロコンピュータＣＰＵとの
間で信号交信を行なうための人出力インターフエイス１
７が設けられ、同人出力インターフェイス１７とプリン
タ１６の間には、プリンタ用信号を伝送させるプリンタ
用インターフェイス１８が設けられている。

マイクロコンピュータＣＰＵには、さらに別の人出力イ
ンターフエイス１９が接続され、同人出力インターフェ
イス１９の入力部には、血圧測定をスタートさせるため
のスタートスイッチ５ＴＳＷ。

リセットスイッチＲＥＳＷ、前記プリンタＩ６を作動さ
せるためのプリンタスイッチＰＲ８Ｗのそれぞれが接続
されており、同人出力インターフェイス１９は前記それ
ぞれのスイッチから出力される信号を前記マイクロコン
ピュータＣＰＵに伝送する。

また、上記入出力インターフェイス１９の出力部には、
マイクロコンピュータＣＰＵから出力された信号を受信
して前記上腕５に巻いたカフ３内に気体を圧送する加圧
ポンプ２０を駆動させるための加圧ポンプ駆動回路２１
と、加圧ポンプ２０によって圧送された気体をカフ３内
から急速排気させるための急排気弁２２を駆動する急排
気弁駆動回路２３と、前記加圧気体をカフ３内から徐々
に排気させるための排気弁２４を駆動する排気弁駆動回
路２５とが接続されている。

次に本実施例の血圧Ｍ１定作用を説明するとともに、第
１１図の１、第１１図の２にその作用の要約を５ＴＥＰ
Ｉ〜Ｓ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　２１から成るフローチャートによ
り示している。

前記マイクロコンピュータＣＰＵに接続された記憶回路
！１には、前記マイクロフォン４が検出した血管音及び
脈波をパターン認識させるためのパターン認識プログラ
ムが格納され、マイクロコンピュータＣＰＵが前記ｉ／
Ｄコンバータ回路２から出力された血管音及び脈波対応
のデジタル信号を解析して、血管音及び脈波を時間対電
圧の関係でパターン認識する際、前記上腕５に巻いたカ
フ３内に圧送された気体、すなわちカフ圧が、上限設定
値、例えば２１０　＋ｎｍＨｇに達したあと、徐々に排
気それる過程で、マイクロフォン４が検出した血管音及
び脈波のパターン認識を開始する。

パターン認識をするに際して種々の波形定義をする必要
があり、その第１として血管音のをするピークを検出す
る。血管音のピークを検出する際に、血管音のパターン
認識が開始されたときから前記血管音対応のデジタル信
号を解析して、例えばＴミリ秒の時間間隔を有する個々
の検索ポイントでそれぞれのポイントにおける電圧を検
索し、例えばＮ検索ポイント間で電圧の最大値を保持し
た点を血管音の有するピークと定義する。例えば、第２
図に示すようにＮ検索ポイント間、すなわちＴ−Ｎミリ
秒間のそれぞれの検索ポイントにおける電圧のうちで最
大値を示した点Ｐｉ、Ｐ２．Ｐ３…をそれぞれビークポ
イントとしてその点の電圧をそれぞれピークとする。

次に、ピークが脈音（コロトコフ音を含まない血管音）
によって発生したものであるか、コロトコフ音によって
発生したものであるかを区別する際のコロトコフ音と脈
音の判定基準として、第３図に示すように、ピークＰ４
と、ピークＰ４のＮ１検索ポイント前の検索ポイントＭ
ＰＩにおける電圧との差が、予め定められたｖ１１ボル
ト上あればコロトコフ音によるピークと判定し、ｖ１ボ
ルトに満たなければ脈音によるピークと判定する。

次に、脈音によるピークと判定したピークの後にコロト
コフ音が発生しているかどうかを判別するために、第４
図に示すように最初ピークＰ５とピークＰ５より１ポイ
ント後の電圧の差を演算する。

以後、順次、予め設定された最大Ｎ２検索ポイントの範
囲で隣接する検索ポイント間の電圧差を演算してゆき、
この電圧差が負を示したとき、連続するＮ２検索ポイン
トの演算において電圧差が連続して負であるかどうかを
調べる。

このとき、負の電圧差が連続した最後の検索ポイントＰ
ｅの電圧と、その検索ポイントＰｅから予め設定された
Ｎ３検索ポイント前の検索ポイントＭＰ２の電圧との差
が、予め設定されたｖ２ボルト以上あれば脈音Ｍのあと
にコロトコフ音Ｋが存在すると判定する。

次に、前記第３図に示したような判定手段によって定義
されたピークがコロトコフ音によるピークと判定された
場合でも、雑音によるピークではなく、血管音によるピ
ークであることを確実に確認する必要がある。

そのた°め、脈音の存在を確認する必要があり、その確
認手段として、第５図、もしくは第６図に示すように、
最初ピークＰ６とピークＰ６より１検索ポイント前の電
圧の差を演算する。

以後、順次、予め設定された最大Ｎ４検索ポイントの範
囲で隣接する検索ポイント間の電圧差を演算してゆき、
この電圧差が負を示した検索ポイントを含めて連続した
２検索ポイントの演算において、電圧差が連続して負で
あるかどうかを調べる。

このとき、負の電圧差が連続した最後の検索ポイントＰ
ｇの電圧と、ピークＰ６より数えてＮ４検索ポイント前
の電圧との差が、予め設定されたｖ３ボルト以上あれば
コロトコフ音の前に脈音Ｍがあると判定する。

次に、最低血圧ｉ１１？Ｊ定に必要なコロトコフ音を含
んだ血管音波形定義を説明する。

最低血圧測定時に認識されるコロトコフ音を含んだ血管
音の波形は、一般に第７図に示すような波形を有する。

第７図に示す血管音波形において、ピークＰ７より前の
予め設定されたＮ６検索ポイント間において同−電圧及
びその電圧を中心として、許容範囲上■９ボルトの電圧
が予め設定されたＮ７検索ポイント続く範囲の最もピー
クＰ７に近い検索ポイントを起始部Ｓ１とする。

さらに、ピークＰ７と起始部Ｓ１との間の各検索ポイン
トにおける電圧の差を、ピークＰ７より起始部Ｓ１の方
向に１検索ポイント毎に演算していく過程で、電圧差が
＋４−４＋となる変曲点もしくは電圧差が＋→０−十と
なるノツチが存在し、かつ、第８図に示す斜線区域ＡＲ
すなわち、ピークＰ７より予め設定されたＮ８検索ポイ
ント前Ｐｊ点と、起始部Ｓ１より予め設定されたＮ９検
索ポイント前Ｐｉ点の範囲と、ピークＰ７よりＶ４ボル
ト低い電圧と起始部Ｓ１における電圧よりＶ５ボルト高
い電圧の範囲で囲まれた区域ＡＲにおいて前記変曲点も
しくはノツチが存在すれば、コロトコフ音の発生がある
ものと判定する。

なお、上記斜線区域ＡＲを設けた理由は、前記マイクロ
フォン４が検出した血管音をＡ／Ｄ変換する際の変換特
性によって、特にピークＰ７付近及び起始部Ｓｌ付近を
前記変曲点もしくはノツチと誤認識する恐れがあり、こ
の誤認識を防ぐためである。

以上のような変曲点もしくはノツチが存在した場合コロ
トコフ音の発生があるものと判定し、このコロトコフ音
が消滅したあと、脈音が例えば３拍続いたときに最後の
コロトコフ音に対応した前記カフ３のカフ圧を最低血圧
値として認識する。

パターン認識の第２として脈波を検出する。第９図は脈
波を示したものであり、第１Ｏ図は脈波の振幅の変化を
示す包絡曲線である。

第１０図を参照しながら脈波の振幅の変化過程を説明す
ると、脈波振幅は時間の経過、すなわちカフ圧の減少に
従い徐々に大きくなり８点より急激に増大し、Ｍ点にお
いて極大を迎え、その後急激に減少し、Ｄ点よりは徐々
に小さくなり０点で零となる。このとき、８点に対応す
るカフ圧が最高血圧値、Ｍ点に対応するカフ圧が平均血
圧値、Ｄ点に対応するカフ圧が最低血圧値となることが
知られている。この現象を用いて＋ｆｕ圧を決定する方
法が振動法である。

この脈波振幅曲線においては、いかなる場合においても
必ず極大値を示す点Ｍは存在するものである。従って、
極大値を示す点Ｍを検出することは容易かつ確実である
。そこで本発明においては点Ｍにおける振幅値を使用し
て平均血圧値を認識する。

まず、カフ圧が一定の緩やかな速度で低下し始めるとマ
イクロコンピュータＣＰＵはパラメータＨの算出を開始
する。

ここで、パラメータＨ等の語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、つまりカフ圧の減少過程を短い時
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 パラメータＨは１回算出され、る毎にその回数がｉで示
されるもので、平均血圧値が決定されるまでパラメータ
Ｈの算出が繰返される。つまり、この算出された最後の
パラメータＩＩＩと、パラメータ１１ｉ以前に得られた
パラメータＩＩ　Ｉ　−１の最大値ＩＩ　ｌｌ１ａ　ｘ
とを比較して、１１１　＞　ｉｌｍａｘの時は脈波振幅
値の包絡曲線が上昇過程にあるので、パラメータＨの最
大値Ｈ＋ｎａｘは順次更新され、脈波振幅曲線の極大値
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、この最大値Ｉｆ　ｍ　ａ　ｘに対応する
時点のカフ圧を平均血圧値として認識する。

以上に述べた方法によって認識された最高血圧値及び平
均血圧値は、マイクロコンピュータＣＰＵに接続された
記憶回路１２に記憶され、前記記憶回路ＩＩに予め設定
された、前記最高血圧値算出公式（１）に代入され、算
出された値が最高血圧値として認識されるとともに、記
憶回路１２に記憶される。

このようにして認識された最高血圧値及び最低血圧値が
、それぞれ、前記最高血圧値表示用ＬＥＤ表示器１４及
び最低血圧値表示用ＬＥＤ表示器１５に表示される。

なお、以上の作用を要約した形で第１１図の１、第１１
図の２において５ＴＥＰ　１〜Ｓ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　２１か
ら成るフローチャートにより説明している。

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、被測定者の動脈から発
生する血管前及び脈波を予め定められたパターン認識プ
ログラムに従って波形認識し、認識された波形を定性的
及び定量的に検索することによって、非観血血圧測定に
おける最低血圧の指標となるコロトコフ音、及び平均血
圧の指標となる脈波振幅の極大値を明確かつ正確に検出
識別できるため、最高血圧値及び最低血圧値を容易かつ
正確に測定することができ、さらに、カフ内圧の排気過
程をまたずして最高血圧値及び最低血圧値を測定するこ
とができるため、血圧測定に要する測定時間を短縮させ
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の演算制御ブロック図。 第２図〜第８図は本発明の一実施例の血管前波形検索説
明図。 第９図及び第１０図は本発明の一実施例の脈波検索説明
図。 第１１図の１及び第１１図の２は本発明の一実施例の作
用を要約したフローチャート図。 ３…カ　　　フ ４…マイクロフォン ５…上　　　腕 ６…動　　　脈 ８…圧力センサ ＩＯ…帯域フィルター １１．１２…記憶回路 ２０…加圧ポンプ ２４…排　気　弁 ＣＰＵ…マイクロコンピュータ Ｋ…コロトコフ音 Ｍ…脈　　　音 第　２　ロ メ　３　図 第　４１！ｌ 第　ｓｍ 第　ｌ　図 ヌ　７　図 第　３　図 第　２１！１１ 系　１０　　図　　　　　時間 讃／／図の２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）非観血血圧測定において、上腕等に巻いたカフ内
   に気体を圧送して動脈を閉鎖させる過程で、自動的に最
   高血圧及び最低血圧を測定する際、カフ内への気体の圧
   送に伴って発生するコロトコフ音に一致する血管音と脈
   波の両方を検出し、それぞれの血管音波形及び脈波成分
   を予め定められたパターン認識プログラムに従って認識
   したうえ、前記カフ内に気体を圧送する過程で、前記血
   管音認識波形がコロトコフ音を含む血管音波形基準に合
   致した場合に、血管音中にコロトコフ音の発生があるも
   のと判断し、最初のコロトコフ音が発生したときに検出
   された圧力を最低血圧値として記憶するとともに、脈波
   成分の極大値が検出されたときの圧力を平均血圧値とし
   て記憶し、該記録された最低血圧値及び平均血圧値に基
   づいて、後に示した式（１）により最高血圧値を算出し
   、算出された最高血圧値を記憶することにより、最高血
   圧値及び最低血圧値を測定することを特徴とする非観血
   血圧測定方法。 最高血圧＝３×平均血圧−２×最低血圧…（１）（２）
   非観血血圧測定において、前記カフ内への気体の圧送に
   伴って発生するコロトコフ音に一致する血管音及び脈波
   成分から最低血圧値及び最高血圧値を決定し、前記カフ
   内圧の排気過程をまたずして、最高血圧値及び最低血圧
   値を測定することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の非観血血圧測定方法。