JPH04312443A - 自動血圧測定装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧迫圧力の降圧過程で血
圧測定する自動血圧測定装置に関し、特に、その圧迫圧
力の目標昇圧値を決定する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カフ等の圧迫装置により生体を圧迫して
その圧迫圧力の降圧過程で逐次得られる脈波やコロトコ
フ音等に基づいて血圧値を測定する形式の自動血圧測定
装置が従来から提供されており、圧迫装置の圧迫圧力は
、通常、降圧に先立って比較的高い一定の目標圧迫圧力
（たとえば１８０ｍｍＨｇ程度の圧力）まで昇圧される
ようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の自動血圧測定装置においては、被測定者の最高血
圧値が前記一定の目標圧迫圧力より高い場合には測定不
能となって血圧測定をやり直さねばならなくなる欠点が
ある一方、被測定者の最高血圧値が前記一定の目標圧迫
圧力よりも大幅に小さい場合には被測定者に与える圧迫
による負担が不要に大きくなったり測定時間が不要に長
くなったりする欠点があった。

【０００４】これに対し、たとえば、圧迫装置の圧迫圧
力を昇圧させる過程で逐次得られる脈波信号に基づいて
、通常のオシロメトリック方式の血圧値決定アルゴリズ
ムに従って仮の最高血圧値を決定し、その仮の最高血圧
値よりも所定量高くなるように目標圧迫圧力を決定する
ようにすれば、上記の欠点を解消し得ると考えられるが
、圧迫圧力の昇圧速度は速く且つ仮の最高血圧値の信頼
性は比較的低いことから、目標圧迫圧力を被測定者の最
高血圧値に応じて好適に決定することは困難である。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであって、その目的とするところは、圧迫装置の圧
迫圧力を目標圧迫圧力まで昇圧した後、その圧迫圧力の
降圧過程で血圧値を測定する形式の自動血圧測定装置に
おいて、昇圧過程で得られる脈波信号に基づいて目標圧
迫圧力を被測定者の最高血圧値に応じて好適に決定し得
て、目標圧迫圧力の不足による再測定を好適に防止し得
るとともに目標圧迫圧力の過大により被測定者の負担や
測定時間が不要に増大するのを好適に防止し得る自動血
圧測定装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の要旨とするところは、生体を圧迫する圧迫装
置と、その圧迫装置の圧迫圧力を検出してその圧迫圧力
を表す圧力信号を出力する圧力センサとを備え、その圧
迫装置の圧迫圧力を予め定められた目標圧迫圧力まで昇
圧した後、その圧迫圧力の降圧過程で血圧値を測定する
形式の自動血圧測定装置であって、（ａ）　前記圧力信
号の振動成分である脈波信号を弁別する脈波弁別手段と
、（ｂ）　前記圧迫圧力を昇圧させる過程で前記脈波弁
別手段により逐次得られる脈波信号が表す脈波の振幅の
変化に基づいて最高血圧値を含む複数種類の仮の血圧値
を決定する仮血圧値決定手段と、（ｃ）　前記複数種類
の仮の血圧値に基づいて、血圧値の高さを示すその複数
種類のファジィ数を決定するファジィ数決定手段と、（
ｄ）　前記複数種類のファジィ数に基づく推論により前
記目標圧迫圧力を決定する目標圧迫圧力決定手段とを含
むことにある。

【０００７】

【作用および発明の効果】かかる構成の自動血圧測定装
置においては、圧迫装置の圧迫圧力を昇圧させる過程で
圧力センサから逐次出力される圧力信号の振動成分であ
る脈波信号が脈波弁別手段により弁別され、仮血圧値決
定手段により、その脈波信号が表す脈波の振幅の変化に
基づいて最高血圧値を含む複数種類の仮の血圧値が決定
される。そして、ファジィ数決定手段により、その複数
種類の仮の血圧値に基づいて、血圧値の高さを示す複数
種類のファジィ数が決定されるとともに、目標圧迫圧力
決定手段により、その複数種類のファジィ数に基づく推
論により目標圧迫圧力が決定され、その決定された目標
圧迫圧力まで昇圧されることとなる。この場合において
、最高血圧値を含む複数種類の仮の血圧値の個々の信頼
性は比較的低くても、その最高血圧値を含む複数種類の
仮の血圧値に対応する複数種類のファジィ数に基づく推
論により目標圧迫圧力を決定することにより、目標圧迫
圧力を被測定者の最高血圧値に応じて好適に決定し得る
。この結果、圧迫装置の圧迫圧力の昇圧過程で得られる
脈波信号に基づいて目標圧迫圧力を被測定者の最高血圧
値に応じて好適に決定し得て、目標圧迫圧力の不足によ
る再測定を好適に防止し得るとともに目標圧迫圧力の過
大により被測定者の圧迫による負担や測定時間が不要に
増大するのを好適に防止し得る自動血圧測定装置が提供
される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する

【０００９】図１は本発明が適用されたオシロメトリッ
ク方式の自動血圧測定装置の一構成例を示す図である。 図において、１０は人体の上腕部等に巻回されるゴム製
袋状のカフであって、本発明の圧迫装置を構成するもの
である。カフ１０には、圧力センサ１２、空気ポンプ１
４、および可変絞りを備えた排気弁１６が配管２２を介
してそれぞれ接続されている。圧力センサ１２は、カフ
１０内の圧力を表す圧力信号ＳＰを静圧弁別回路２４お
よび脈波弁別回路２６にそれぞれ供給する。静圧弁別回
路２４はローパスフィルタを備えており、圧力信号ＳＰ
に含まれる定常的な圧力を表すカフ圧信号ＳＫを弁別し
てそのカフ圧信号ＳＫをＡ／Ｄ変換器２８を介して制御
装置２９へ供給する。脈波弁別回路２６はバンドパスフ
ィルタを備えており、圧力信号ＳＰの振動成分である脈
波信号ＳＭを弁別してその脈波信号ＳＭをＡ／Ｄ変換器
３２を介して制御装置２９へ供給する。この脈波信号Ｓ
Ｍが表す脈波は、被測定者の心拍に同期して上腕動脈等
から発生してカフ１０に伝達される圧力振動波である。 本実施例においては、上記脈波弁別回路２６が脈波弁別
手段を構成する。

【００１０】制御装置２９は、ＣＰＵ３０、ＲＯＭ３４
、ＲＡＭ３６、および出力インタフェース４０等を備え
た所謂マイクロコンピュータにて構成されている。ＣＰ
Ｕ３０は、ＲＯＭ３４に予め記憶されたプログラムに従
ってＲＡＭ３６の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行
することにより、出力インタフェース４０から駆動信号
を出力して図示しない駆動回路を介して空気ポンプ１４
および排気弁１６を制御することによりカフ圧Ｐを調節
し、カフ１０内を急速に昇圧させる過程で逐次得られる
脈波信号ＳＭが表す脈波の振幅の変化に基づいて仮の最
高血圧値，平均血圧値，および最低血圧値をそれぞれ決
定するとともに、各仮の血圧値に基づいて、血圧値の高
さを示すファジィ数を仮の血圧値毎に３種類決定すると
ともに、その３種類のファジィ数のメンバーシップ関数
を合成することに基づいて目標カフ圧Ｐｍ（目標圧迫圧
力）を決定し、カフ圧Ｐをその目標カフ圧Ｐｍまで昇圧
させる。上記ファジィ数は、実数の集合を台集合とする
正規かつ凸で、区分的に連続なメンバーシップ関数を有
するファジィ集合である。本実施例においては、上記制
御装置２９が仮血圧値決定手段，ファジィ数決定手段，
および目標圧迫圧力決定手段をそれぞれ構成する。 また、ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３４に予め記憶されたプロ
グラムに従って、カフ１０内を目標カフ圧Ｐｍから徐々
に降圧させる過程で逐次得られる脈波信号ＳＭが表す脈
波の振幅の変化に基づいて最高血圧値，平均血圧値，お
よび最低血圧値を決定して、決定された各血圧値を表示
器３８に表示させる。

【００１１】次に、以上のように構成された自動血圧測
定装置の作動を図２に示すフローチャートに従って説明
する。

【００１２】電源が投入されると、図示しない初期処理
が実行された後、ステップＳ１が実行されて図示しない
起動スイッチがＯＮ操作されたか否かが判断される。こ
の判断が否定された場合には待機状態とされるが、肯定
された場合にはステップＳ２が実行されることにより、
排気弁１６が閉じられるとともに空気ポンプ１４が駆動
されてカフ１０内の所定の昇圧速度での急速昇圧が開始
される。次に、ステップＳ３が実行されて脈波信号ＳＭ
が読み込まれるとともに、ステップＳ４が実行されて脈
波が１拍検出されたか否かが判断される。ステップＳ４
の判断が否定された場合にはステップＳ３およびステッ
プＳ４が繰り返し実行されるが、肯定された場合にはス
テップＳ５の血圧値決定ルーチンが実行される。この血
圧値決定ルーチンにおいては、昇圧過程で逐次検出され
た脈波の振幅の変化に基づいてオシロメトリック方式の
血圧値決定アルゴリズムに従って仮の最高血圧値，平均
血圧値，および平均血圧値が決定される。すなわち、振
幅が最大の脈波が検出された時点のカフ圧Ｐが仮の平均
血圧値ＭＥＡＮ１　として決定され、この平均血圧値Ｍ
ＥＡＮ１　より低圧側での脈波の振幅の変曲点における
カフ圧Ｐが仮の最低血圧値ＤＩＡ１　として決定される
とともに、平均血圧値ＭＥＡＮ１　より高圧側での脈波
の振幅の変曲点におけるカフ圧Ｐが仮の最高血圧値ＳＹ
Ｓ１　として決定されるのである。次に、ステップＳ６
が実行されることにより、血圧測定が終了したか否かが
判断され、未だ終了していない場合にはステップＳ３乃
至ステップＳ６が繰り返し実行される。

【００１３】血圧測定が終了して上記ステップＳ６の判
断が肯定された場合には、ステップＳ７が実行されてカ
フ１０内が昇圧中であるか否かが判断される。上記仮の
血圧値が測定された時点では昇圧中であるため、ステッ
プＳ７の判断は肯定されてステップＳ８が実行される。 このステップＳ８においては、上記ステップＳ５にて決
定された仮の最高血圧値ＳＹＳ１　，平均血圧値ＭＥＡ
Ｎ１　，および最低血圧値ＤＩＡ１　に基づいて、たと
えば図３に示すような予め定められた関係から、血圧値
の高さを示すファジィ数が仮の血圧値毎に３種類決定さ
れる。 図３において、ファジィ数はそのメンバーシップ関数の
グレードが最大である中心値が示されており、中心値５
のファジィ数は最高血圧値ＳＹＳ１　，平均血圧値ＭＥ
ＡＮ１　，あるいは最低血圧値ＤＩＡ１　が高いことを
、中心値４のファジィ数はそれらの血圧値がやや高いこ
とを、中心値３のフィジィ数はそれらの血圧値が普通で
あることを、中心値２のファジィ数はそれらの血圧値が
やや低いことを、中心値１のファジィ数はそれらの血圧
値が低いことをそれぞれ表している。これにより、たと
えば、最高血圧値ＳＹＳ１　，平均血圧値ＭＥＡＮ１　
，最低血圧値ＤＩＡ１　がそれぞれ１６０，１４０，８
９である場合には、最高血圧値ＳＹＳ１　は中心値が４
のファジィ数に、平均血圧値ＭＥＡＮ１　は中心値が５
のファジィ数に、最低血圧値ＤＩＡ１　は中心値が３の
ファジィ数にそれぞれ変換されることとなる。

【００１４】上記３種類のファジィ数はたとえば数１に
示すメンバーシップ関数μＡ（ｘ）を有している。数１
において、αはメンバーシップ関数の中心値であり、ｃ
はメンバーシップ関数の中心値αからの広がりを示す値
である。ここで、ｃの値をたとえば２に決定した場合に
おいて、上記のように最高血圧値ＳＹＳ１　のファジィ
数中心値が４、平均血圧値ＭＥＡＮ１　のファジィ数中
心値が５、最低血圧値ＤＩＡ１　のファジィ数中心値が
３である場合には、最高血圧値ＳＹＳ１　，平均血圧値
ＭＥＡＮ１　，および最低血圧値ＤＩＡ１　に対応する
各ファジィ数は数２乃至数４に示すメンバーシップ関数
μＡ（ｘ）ＳＹＳ　，μＡ（ｘ）ＭＥＡＮ，μＡ（ｘ）
ＤＩＡ　をそれぞれ有することとなる。それらのメンバ
ーシップ関数μＡ（ｘ）ＳＹＳ　，μＡ（ｘ）ＭＥＡＮ
，μＡ（ｘ）ＤＩＡ　を図４に破線にて示す。

【数１】

【数２】

【数３】

【数４】

【００１５】次に、ステップＳ９が実行されることによ
り、ステップＳ８にて決定された３種類のファジィ数の
メンバーシップ関数がミニマックス演算により合成され
て、それら３種類のメンバーシップ関数の最小値を連ね
て成る合成メンバーシップ関数μＡ（ｘ）ＣＯＮＰが求
められる。たとえば、数２乃至数４に示すメンバーシッ
プ関数の場合には、図４において実線で示す合成メンバ
ーシップ関数μＡ（ｘ）ＣＯＮＰが得られ、この合成メ
ンバーシップ関数μＡ（ｘ）ＣＯＮＰは数５により表さ
れる。

【数５】

【００１６】次に、ステップＳ１０が実行されて、ステ
ップＳ９にて求められた合成メンバーシップ関数μＡ（
ｘ）ＣＯＮＰのグレードが最大である中心値が決定され
るとともに、ステップＳ１１が実行されることにより、
この合成メンバーシップ関数μＡ（ｘ）ＣＯＮＰの中心
値に基づいて、たとえば図５に示すような予め定められ
た関係から目標カフ圧Ｐｍが決定される。合成メンバー
シップ関数μＡ（ｘ）ＣＯＮＰが上記数５に示すもので
ある場合には、その中心値は４となり、図５に示す関係
から目標カフ圧Ｐｍは２００ｍｍＨｇに決定されること
となる。

【００１７】このようにして目標カフ圧Ｐｍが決定され
ると、ステップＳ１２が実行されることにより、カフ圧
Ｐがその目標カフ圧Ｐｍに達したか否かが判断される。 未だ目標カフ圧Ｐｍに達しない場合にはステップＳ１２
が繰り返し実行されてカフ１０内の昇圧が続行されるが
、目標カフ圧Ｐｍに達した場合にはステップＳ１２の判
断は肯定されてステップＳ１３が実行されることにより
、空気ポンプ１４が停止させられ且つ排気弁１６が所定
速度での徐速排気状態とされてカフ１０内の徐速降圧が
開始され、その後、上記ステップＳ３以下が再び実行さ
れる。これにより、昇圧過程での血圧測定の場合と同様
にして徐速降圧過程において血圧測定が行われて、最高
血圧値ＳＹＳ２　，平均血圧値ＭＥＡＮ２　，および最
低血圧値ＤＩＡ２　が決定され、ステップＳ６において
血圧測定が終了したと判断されるとステップＳ７が実行
されてカフ１０内が昇圧中であるか否かが判断される。 このときには徐速降圧中であるため、ステップＳ７の判
断は否定されてステップＳ１４が実行されることにより
、上記最高血圧値ＳＹＳ２　，平均血圧値ＭＥＡＮ２　
，および最低血圧値ＤＩＡ２　が表示器３８に表示され
るとともに、ステップＳ１５が実行されることにより、
排気弁１６が開かれてカフ１０内が急速に排圧された後
、終了させられる。

【００１８】このように本実施例によれば、カフ１０内
の急速な昇圧過程で逐次得られる脈波信号ＳＭに基づい
て仮の最高血圧値ＳＹＳ１　，平均血圧値ＭＥＡＮ１　
，および最低血圧値ＤＩＡ１　がそれぞれ決定されると
ともに、それらの３種類の仮の血圧値に基づいて血圧値
の高さを示す３種類のファジィ数が決定され、その３種
類のファジィ数を表す３つの三角型メンバーシップ関数
がミニマックス演算により合成された合成メンバーシッ
プ関数のグレードが最大の中心値に基づいて予め定めら
れた関係から目標カフ圧Ｐｍが決定される。この場合に
おいて、カフ圧Ｐの昇圧速度は速いため、昇圧過程で決
定された仮の最高血圧値ＳＹＳ１　，平均血圧値ＭＥＡ
Ｎ１　，および最低血圧値ＤＩＡ１　の個々の信頼性は
比較的低いのであるが、それらの仮の血圧値に対応する
３種類のファジィ数に基づく推論により上記のように目
標カフ圧Ｐｍを決定することにより、目標カフ圧Ｐｍを
被測定者の最高血圧値ＳＹＳ２　に応じて好適に決定す
ることができる。この結果、カフ１０内の昇圧過程で得
られる脈波信号ＳＭに基づいて目標カフ圧Ｐｍを被測定
者の最高血圧値に応じて好適に決定することができて、
目標カフ圧Ｐｍの不足による再測定を好適に防止するこ
とができるとともに目標カフ圧Ｐｍの過大により被測定
者の圧迫による負担や測定時間が不要に増大するのを好
適に防止することができる自動血圧測定装置が提供され
る。

【００１９】なお、前記実施例では、脈波弁別手段は脈
波弁別回路２６にて構成されているが、制御装置２９の
ＲＯＭ３４内にソフトウェアにて構成してもよい。

【００２０】また、前記実施例では、仮の血圧値として
最高血圧値，平均血圧値，および最低血圧値の３種類が
決定されているが、必ずしもその必要はなく、たとえば
、最高血圧値および平均血圧値の２種類、あるいは最高
血圧値および最低血圧値の２種類が仮の血圧値として決
定されるように構成されている場合においても、本発明
を適用の一応の効果を得ることが可能である。

【００２１】また、前記実施例では、３種類のファジィ
数のメンバーシップ関数の最小値を連ねて成る合成メン
バーシップ関数を求め且つその合成メンバーシップ関数
のグレードが最大である中心値を求めることに基づいて
目標カフ圧Ｐｍが決定されているが、必ずしもその必要
はなく、たとえば、上記３種類のファジィ数のメンバー
シップ関数の最大値を連ねて成る合成メンバーシップ関
数を求め且つその合成メンバーシップ関数の重心を求め
ることに基づいて目標カフ圧Ｐｍを決定するように構成
することもできる。

【００２２】また、前記実施例では、仮の血圧値に対応
するファジィ数を決定するためのファジィ数と血圧値と
の間の予め定められた関係は、血圧値の大きさを５段階
に区分して段階的に構成されているが、血圧値の大きさ
に応じて連続的に構成されてもよい。

【００２３】また、前記実施例において、合成メンバー
シップ関数の中心値と目標カフ圧との間の予め定められ
た関係は、それらの中心値および目標カフ圧を縦軸およ
び横軸とする二次元座標において定められた関数にて構
成されてもよい。

【００２４】また、前記実施例では、ファジィ数のメン
バーシップ関数の中心値は５〜１に決定されているが、
必ずしもその必要はなく、たとえば、目標カフ圧を表す
２５０，２００，１８０，１６０，１４０にて前記中心
値を決定するようにしてもよい。このようにすれば、合
成メンバーシップ関数から目標カフ圧を直接的に決定す
ることができる。

【００２５】また、前記実施例では、オシロメトリック
方式の自動血圧測定装置に本発明が適用された場合につ
いて説明したが、コロトコフ音方式の自動血圧測定装置
においても本発明を適用し得ることは勿論である。

【００２６】その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範
囲において種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された自動血圧測定装置の一構成
例を示すブロック線図である。

【図２】図１の装置の作動を示すフローチャートである
。

【図３】図２のフローチャートにおいて用いられるファ
ジィ数（中心値）と仮の最高血圧値，平均血圧値，およ
び最低血圧値との間の予め定められた関係の一例を示す
図である。

【図４】図２のフローチャートにおいて決定された３種
類のファジィ数のメンバーシップ関数、およびそれらの
合成メンバーシップ関数の一例を示す図である。

【図５】図２のフローチャートにおいて用いられる合成
メンバーシップ関数の中心値と目標カフ圧との間の予め
定められた関係の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０　　カフ（圧迫装置） １２　　圧力センサ ２６　　脈波弁別回路（脈波弁別手段）２９　　制御装
置（仮血圧値決定手段，ファジィ数決定手段，目標圧迫
圧力決定手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　生体を圧迫する圧迫装置と、該圧迫装
   置の圧迫圧力を検出して該圧迫圧力を表す圧力信号を出
   力する圧力センサとを備え、該圧迫装置の圧迫圧力を予
   め定められた目標圧迫圧力まで昇圧した後、該圧迫圧力
   の降圧過程で血圧値を測定する形式の自動血圧測定装置
   であって、前記圧力信号の振動成分である脈波信号を弁
   別する脈波弁別手段と、前記圧迫圧力を昇圧させる過程
   で前記脈波弁別手段により逐次得られる脈波信号が表す
   脈波の振幅の変化に基づいて最高血圧値を含む複数種類
   の仮の血圧値を決定する仮血圧値決定手段と、前記複数
   種類の仮の血圧値に基づいて、血圧値の高さを示す該複
   数種類のファジィ数を決定するファジィ数決定手段と、
   前記複数種類のファジィ数に基づく推論により前記目標
   圧迫圧力を決定する目標圧迫圧力決定手段とを含むこと
   を特徴とする自動血圧測定装置。