JPH06107B2

JPH06107B2 - 電子血圧計

Info

Publication number: JPH06107B2
Application number: JP60097523A
Authority: JP
Inventors: 勉山沢
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1985-05-07
Filing date: 1985-05-07
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPS61255636A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、動脈をカフで圧迫し、カフ圧を変化させる
過程で脈波振幅を検出し、この脈波振幅を用いて血圧を
決定する電子血圧計に関する。

（ロ）従来の技術一般に周知の電子血圧計は、腕帯を上腕に巻いて動脈を
圧迫する、いわゆる腕式のものである。しかし、腕式の
電子血圧計は比較的大型であり、持運び等に不便であ
り、また腕帯装着時に腕まくりをせねばならず、面倒で
あるため、この出願の発明者は、指をカフで圧迫する指
用電子血圧計をすでに別に出願した。

この指用電子血圧計は、血圧測定のために脈波信号の振
幅を検出し、この脈波振幅の変化とカフ圧とから血圧を
決定するようにしている。そして、上記脈波振幅の検出
は、脈波センサの脈波成分出力より脈波を抽出し、１脈
波毎の脈波成分の最大値と最小値の差値を算出し、この
差値を脈波振幅とすることにより行っている。この場
合、脈波センサより出力される脈波成分ａ(t)は、第５
図（Ａ）に示すものであり、この脈波成分ａ(t)より脈
波を検出するのに、第５図（Ｂ）に示すように、脈波成
分ａ(t)の微分値ａ(t)／ｄｔを求め、この微分値ａ(t)
／ｄｔがスレッショルドレベルＴＨを越える（図では負
方向）と脈波有と判別し、この脈波有から次の脈波有の
期間を１拍として、この区間の脈波成分の最大値と最小
値の差値を脈波振幅としている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記指用電子血圧計において、脈波１拍を検出するのに
スレッショルドレベルＴＨを低値にすると、ノイズ分を
拾うという問題があるので、余り小さくできないが、ス
レッショルドレベルＴＨが大きいと、脈波振幅の小さい
人や脈波の変化のなだらかな人の場合、微分値がスレッ
ショルドレベルを越えず、脈波が検出されず、従って脈
波ｊ毎の振幅Ａｊを図示すると、第５図（Ｃ）に示すよ
うになり、データ数が十分に得られず、正確な血圧測定
をなすことができなかった。

この発明は、上記に鑑み、女性によく見られる脈波振幅
の小さい場合や、血管に異常がある人に見られる脈波が
なだらな場合でも、必要なデータを得ることができ、正
確な測定をなし得る電子血圧計を提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この発明の電子血圧計は、第１図に示すように、被測定
体の動脈を圧迫するカフ１と、このカフ内を加圧あるい
は減圧する圧力系２と、カフの圧力を検出するカフ圧セ
ンサ３と、カフの圧力変化過程での脈波成分を検出する
脈波センサ４と、この脈波センサの出力により脈波の有
無を判別する脈波有無判別手段５と、この脈波有無判別
手段で脈波有が判別される間は脈波毎の前記脈波センサ
出力の最大値と最小値の差値を脈波振幅値とする第１の
脈波振幅検出手段６と、前記脈波有無判別手段で脈波有
が判別されない間は一定時間毎の前記脈波センサ出力の
最大値と最小値の差値を脈波振幅とする第２の脈波振幅
検出手段７と、前記カフ圧センサからのカフ圧と前記第
１及び第２の脈波振幅検出手段よりの脈波振幅とにより
血圧を決定する血圧決定手段８とから構成されている。

この電子血圧計では、脈波有無判別手段で脈波が検出さ
れると、その脈波毎に脈波振幅が第１の脈波振幅検出手
段で検出され、逆に脈波有無判別手段で脈波が検出され
ないと、一定時間毎に第２の脈波振幅検出手段で脈波振
幅が検出され、両脈波振幅検出手段で得られるデータに
より、血圧決定に必要な脈波振幅データが得られる。

（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、この発明が実施される指用電子血圧計の概略
ブロック図である。

第２図において、カフ１１はゴム袋で形成され、手指が
挿入できる程度の円筒状に構成されており、このカフ１
１には脈波センサ１２が付設され、脈波センサ１２で検
出された脈波信号は、増幅器１３、Ａ／Ｄ変換器１４を
介して、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）１５に
取込まれるようになっている。

また、カフ１１はゴム管１６により圧センサ１７に接続
され、また空気バッフア１８にも接続され、さらに微速
排気弁１９、急速排気弁２０に連結されている。また、
空気バッフア１８に逆流防止弁２２を介し、加圧ポンプ
２１に連結されている。この加圧ポンプ２１にはモータ
が含まれている（空気バッフア１８、急速排気弁１９、
急速排気弁２０、加圧ポンプ２１等で圧力系を構成）。

圧センサ１７で検出されるカフ圧は、増幅器２３で増幅
され、Ａ／Ｄ変換器１４を経て、ＭＰＵ１５に取込まれ
るようになっている。

ＭＰＵ１５は、プログラムや演算値を記憶するメモリを
内蔵する他、Ａ／Ｄ変換器１４より切替えによって脈波
データ、カフ圧データを取込む機能、加圧ポンプ２１を
ＯＮ／ＯＦＦする機能、急速排気弁２０をＯＮ／ＯＦＦ
する機能、動作開始後脈波センサ１２の出力より脈波の
有無を判別する機能、脈波の有を条件に脈波毎の脈波振
幅を検出する機能、脈波無を条件に一定時間（例：1.5
秒）毎に脈波振幅を検出する機能、カフ圧と両脈波振幅
データとから最高血圧（ＳＹＳ）、最低血圧（ＤＩＡ）
等の血圧値を決定する機能等を備えている。

また、決定された血圧値、即ち最高血圧（ＳＹＳ）等
は、ＭＰＵ１５より出力され、表示器２４に表示され、
また報知音は、ＭＰＵ１５からの指令により、ブザー２
５より出力されるようになっている。

次に、第３図に示す制御フロー図を参照して、上記実施
例電子血圧計の動作を説明する。

測定を開始する前に、測定者は人差指をカフ１１の輪内
挿入し、ＭＰＵ１５に付設される電源スイッチ（図示せ
ず）をＯＮする。これにより動作がスタートし、先ずス
テツプＳＴ（以下ＳＴという）１で表示器２４の全桁の
全表示セグメントを1.5秒間点灯表示し（ＳＴ２）、次
に急速排気弁２０を開く（ＳＴ３）とともに、表示器２
４の急速排気マークを点滅する（ＳＴ４）。続いて、
カフ圧が０か否かを判定し、０でない場合は０となるま
で待機する（ＳＴ５）。カフ圧が０となると、排気マー
クを消灯し（ＳＴ６）、準備完了マークを点灯する
（ＳＴ７）。これで測定者は、準備が完了したことを知
ることができる。

ここで、やはりＭＰＵ１５に付設されるスタートスイツ
チをＯＮすると、ＳＴ８の判定がＹＥＳとなり、準備完
了マークが消える（ＳＴ９）。続いて、測定中を示す
ＬＥＤ（図示せず）が点灯し（ＳＴ１０）、さらに急速
排気弁２０が閉じられ（ＳＴ１）、カフ１１が設定値ま
で加圧される（ＳＴ１２）。ここでの設定値とは、被測
定者の最高血圧値より２０〜３０mmHg高い値に設定され
る加圧目標値をいう。設定値まで加圧すると、加圧ポン
プ２１をＯＦＦし、今回加圧が再加圧であるか否か判定
し（ＳＴ１３）、最初の加圧の場合にはＳＴ１５に移
り、微速排気弁１９による微速排気を開始する。もつと
も、加圧終了直後は脈波の基準が安定していないので、
基線が安定したか否かを判別して（ＳＴ１６）、基線か
安定するまで待機する。もし基線が安定しない状態でカ
フ圧が設定値より４０mmHg以下に低下すると（ＳＴ１
７）、再加圧がすでになされているか否か判定し（ＳＴ
１８）、再加圧が１回目に相当する場合には、設定値＋
３０mmHgを新たな設定値として（ＳＴ１９）、再加圧マ
ークを点滅し（ＳＴ２０）、ＳＴ１２にリターンし、
設定値まで再加圧し、再設定値まで加圧されると、今度
はＳＴ１３の“再加圧過程か”の判定がＹＥＳとなり、
再加圧マークが消灯される（ＳＴ１４）。

すでに１回再加圧されており、今回の再加圧が２回目と
なる場合には、ＳＴ１８の判定がＮＯとなり、ＬＥＤを
消灯し（ＳＴ３１）た後、急速排気弁２０を開き、一旦
排気する。カフ圧が設定値−４０mmHgに低下するまで基
線が安定すると、ＳＴ１６の判定がＹＥＳとなり、以降
の処理で各脈波の振幅測定に移る。すなわち、脈波の振
幅を求める脈拍番号ｊを０とし（ＳＴ２１）、さらに続
いて、１泊内のサンプルカウンタｉを１とし、脈泊番号
ｊ＝１とし、脈波レベルの最大値ｘmaxを０、最小値ｘm
inをｘsupとする（ＳＴ２２）。ここでｘsupは、脈波レ
ベルｘ_ｉが取り得る上限値である。

続いてＳＴ２３で、カフ圧が２０mmHgより大きいか否か
判定する。もし２０mmHgより小さいとＳＴ３１に移り、
ＬＥＤを消灯し、ＳＴ３にリターンして急速排気弁２０
を開き、排気マークを点灯（ＳＴ４）して排気を待つ
が、正常時はＳＴ２３の判定はＹＥＳとなり、続いて、
脈波データｘ_ｉを読み取り（ＳＴ２４）、前回の脈波デ
ータｘ_ｉ−１と今回の脈波データｘ_ｉの差値を求め、こ
の差値が所定値ｘ_ｔよりも大きくなったか否かを判定す
る（ＳＴ２５）。この判定は、脈波レベルの急激に変化
する点で脈波を１拍としてくぎるために行つている。つ
まり、ｘ_ｉ−１−ｘ_ｉは脈波センサ１２の出力、すなわ
ち脈波レベルの微分値を示すものであり、この微分値ｘ
_ｉ−１−ｘ_ｉがスレッショルドレベルｘ_ｔよりも大きい
か否かをチェックしており、大きいとＳＴ２５の判定が
ＹＥＳとなり、脈波が検出されたことになる。

ＳＴ２５の判定がＮＯ場合は、次のＳＴ３２に移り、脈
拍番号ｊが１．５秒間更新されないか否かを判定し、更
新された場合は、続いて今回の脈波データｘ_ｉと脈波最
大値ｘmaxの大小関係を比較する（ＳＴ３３）。そし
て、ｘ_ｉ＞ｘmaxの場合は、今回の脈波データｘ_ｉを新
たな脈波最大値ｘmaxとして更新記憶する（ＳＴ３
４）。逆に、ｘ_ｉ≦ｘmaxの場合は、ＳＴ３４をスキッ
プして、ＳＴ３５に移る。ＳＴ３５では、今回の脈波デ
ータｘ_ｉと脈波最小値ｘminの大小関係を比較する。そ
して、ｘ_ｉ＜ｘminの場合は、今回の脈波データｘ_ｉを
新たな脈波最小値ｘminとして更新記憶する（ＳＴ３
６）。逆に、ｘ_ｉ≧ｘminの場合は、ＳＴ３６をスキッ
プしてＳＴ３７に移る。

ＳＴ３３〜ＳＴ３６で、脈波データの最大値ｘmax、最
小値ｘminの更新が終了すると、ＳＴ３７でカウンタｉ
に＋１処理を施してＳＴ２３にリターンし、以後、ｘ
_ｉ−１−ｘ_ｉ＞ｘ_ｔとなるまで、ＳＴ３２〜ＳＴ３７、
ＳＴ２３〜ＳＴ２５の処理を繰返し、脈波最大値ｘmax
及び最小値ｘminの更新処理を継続し、微分値に相当す
るｘ_ｉ−１−ｘ_ｉがスレッショルドレベルｘ_ｔを越えな
い状態下での1.5秒区間における脈波最大値ｘmaxと最小
値ｘminを求める。このｘmax、ｘminが、後にＳＴ２７
で1.5秒区間における脈波振幅Ａｊを算出するのに使用
される。

ＳＴ２５でｘ_ｉ−１−ｘ_ｉが所定値ｘ_ｔ以上と判定され
ると、ＳＴ２６でブザー２５を鳴らし、脈波抽出、つま
り脈波有を報知する。そして、脈波最大値ｘmaxと脈波
最小値ｘminの差値Ａｊ、すなわち脈波振幅Ａｊを求め
る（ＳＴ２７）。ＳＴ３２で脈拍番号ｊが1.5秒間更新
されていない場合は、等価的に１泊経過と扱い、ブザー
２５は鳴らないが、脈波振幅Ａｊを求める（ＳＴ２
７）。この求めた脈波振幅Ａｊは、ＭＰＵ１５内のメモ
リに記憶しておく。

この脈波振幅Ａｊの検出動作を、第４図を参照して補足
説明する。

上記フローのＳＴ２４で検出される脈波データｘ_ｉ、す
なわち脈波センサ１２の出力を時間系で連続的に示す
と、第４図（Ａ）の通りである。また、ＳＴ２５におけ
るｘ_ｉ−１−ｘ_ｉは、１サンプリング周期だけずらした
場合の脈波レベルの変化分であるから、微分値であり、
ＳＴ２５ではこの微分値ｘ_ｉ−１−ｘ_ｉが第４図（Ｂ）
に示すレッショルドレベルｘ_ｔと比較されている。そし
て、第４図（Ｃ）に示すように、ｘ_ｉ−１−ｘ_ｉ＞ｘ_ｔ
でない期間では、1.5秒間隔で脈波振幅Ａｊが算出され
（ＳＴ３２、ＳＴ２７）、ｘ_ｉ−１−ｘ_ｉ＞ｘ_ｔの期間
では、１脈波（１拍）毎に脈波振幅Ａｊが算出される
（ＳＴ２５、ＳＴ２６、ＳＴ２７）。そのため、脈波振
幅Ａｊデータは、第４図（Ｂ）の脈波が検出される期間
のみならず、それ以外の期間の等価的な脈波振幅Ａｊも
得ることができ、血圧測定に必要な多くのデータが得ら
れる。

ＳＴ２７の脈波振幅Ａｊの算出に続いて、この脈波振幅
Ａｊをパラメータとして血圧決定処理を行う（ＳＴ２
８）ここで血圧決定のアルゴリズムは種々あるが、例え
ば、脈波の出現し始める時点のカフ圧を最高血圧Ｐ_SYS
とし、また、脈波振幅（差値）が最大となる時点のカフ
圧を平均血圧Ｐ_MEANとし、また、最低血圧Ｐ_DIAをＰ
_MEAN＝Ｐ_DIA＋（Ｐ_SYS−Ｐ_DIA）／３の式から算出す
る。そして、最低血圧Ｐ_DIAが決定されるまでＳＴ２２
にリターンし、ＳＴ２２で脈拍番号ｊに＋１し、その
後、上記処理を繰返し脈波毎に脈波振幅Ａｊ（最大値ｘ
maxと最小値ｘminの差値）を算出して、血圧決定処理を
続ける。

最高血圧及び最低血圧の決定処理が終了すると（ＳＴ２
９）、これらの血圧値が表示器２４に表示され（ＳＴ３
０）、その後、ＬＥＤを消灯し（ＳＴ３１）、ＳＴ３に
リターンし、急速排気弁２０を動作させて、測定動作を
終了する。

（ヘ）発明の効果この発明によれば、脈波検出が一部できない場合でも、
その期間は一定時間毎の擬似的な脈波で脈波振幅を求め
るので、脈波の振幅が小さい場合、あるいは脈波がなだ
らかである場合でも、所定の脈波振幅データを得ること
ができ、正確な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、この発明の概略構成を示す図、第２図はこの
発明が実施される指用電子血圧計のブロック図、第３図
は、同指用電子血圧計の動作を説明するためのフロー
図、第４図は、同指用電子血圧計の動作を説明するため
のタイムチヤートであつて、第４図（Ａ）は脈波成分波
形、第４図（Ｂ）は同脈波成分の微分波形、第４図
（Ｃ）は抽出される脈波振幅を示す図、第５図は、従来
例を説明するためのタイムチヤートであつて、第５図
（Ａ）は脈波成分波形、第５図（Ｂ）は同脈波成分の微
分波形、第５図（Ｃ）は抽出される脈波振幅を示す図で
ある。１：カフ、２：圧力系、３：カフ圧センサ、４：脈波センサ、５：脈波有無判別手段、６：第１の脈波振幅検出手段、７：第２の脈波振幅検出手段、８：血圧決定手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定体の動脈を圧迫するカフと、このカ
フ内を加圧あるいは減圧する圧力系と、カフの圧力を検
出するカフ圧センサと、前記カフの圧力変化過程での脈
波成分を検出する脈波センサと、この脈波センサ出力に
より脈波の有無を判別する脈波有無判断手段と、この脈
波有無判別手段で脈波有が判別される間は脈波毎の前記
脈波センサ出力の最大値と最小値の差値を脈波振幅値と
する第１の脈波振幅検出手段と、前記脈波有無判別手段
で脈波有が判別されない間は一定時間区間毎の前記脈波
センサ出力の最大値と最小値の差値を脈波振幅値とする
第２の脈波振幅検出手段と、前記カフ圧センサからのカ
フ圧及び前記第１、第２の脈波振幅検出手段よりの脈波
振幅とにより血圧を決定する血圧決定手段とからなる電
子血圧計。