JPH0636786B2

JPH0636786B2 - 電子血圧計

Info

Publication number: JPH0636786B2
Application number: JP60183499A
Authority: JP
Inventors: 修白崎
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1985-08-20
Filing date: 1985-08-20
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPS6244221A

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野この発明は、脈波の振幅値より血圧値を測定する振幅法
の電子血圧計に関する。

(ロ)従来の技術一般に、この種の電子血圧計は、腕等に巻回されたカフ
に加圧空気を加圧ポンプより供給して、その腕等を阻血
した後、この加圧空気を排気弁から微速排気し、この排
気中にカフ内の圧力を圧力センサで検出すると同時に、
この圧力から脈波成分を検出するように構成されてい
る。そして、この脈波成分からＣＰＵで脈波振幅値を算
出し、この振幅値とカフ圧とから最高及び最低血圧値を
算出して表示している。

この振幅値は、ＣＰＵにおけるメモリ容量を最小にする
ために、所定長さの時間区間であるウインドを設定し、
この連続するウインド毎に該ウインド内における脈波信
号の最大値と最小値の差より求めている。この差を各ウ
インドにおける振幅値の代表値としてパラメータと称
し、この連続して得られるパラメータを基に血圧値を算
出し、表示している。

(ハ)発明が解決しようとする問題点上述した電子血圧計において、従来、ウインドの長さを
一定に定めているが、このウインドには脈波振幅値を得
るために脈波信号の最大値と最小値とが含まれる必要が
あり、少なくとも１拍分の脈波信号が含まれる必要があ
る。従って、このウインドを設定するに当たり、脈拍の
遅い人でも測定できるように、長くしていた。

しかし、ウインドを長くすると、１つのパラメータを得
る時間が長くなり、得られるパラメータが少なくなるの
で、血圧値の測定精度が悪くなるという問題があった。
そこで、精度を向上するためには、カフ内の排気速度を
遅くすることになるが、これでは測定時間が長くなると
いう問題がある。

また、脈拍の速い人においては、遠い排気速度でも高精
度の測定が行えるにも拘ず、ウインド長さが一定である
ため、長時間の測定を要し、不必要な阻血状態などの苦
痛を与えることになっていた。

(ニ)問題点を解決するための手段この発明は、第１図に示すように、カフＡと、このカフ
Ａに加圧空気を供給する加圧手段と、このカフＡの加圧
空気を微速又は急速排気する排気手段Ｃと、前記カフＡ
の圧力を検出する圧力検出手段Ｄと、前記カフＡの圧力
から脈波成分を検出する脈波検出手段Ｅと、この脈波検
出手段Ｅの信号から脈波周期を算出する周期算出手段
と、この脈波周期に対応して脈波振幅値を算出する時間
区間であるウインドを設定するウインド設定手段と、こ
の各ウインド毎に脈波振幅値の代表値であるパラメータ
を算出するパラメータ算出手段と、前記ウインドの長さ
に対応して前記排気手段の排気速度を設定する排気速度
設定手段Ｉと、前記パラメータ及びカフ圧より最高及び
最低血圧値を算出する血圧算出手段とより構成されてい
る。

(ホ)作用この発明の電子血圧計は、カフＡに加圧空気を加圧手段
Ｂにより供給した後、この加圧空気を排気手段Ｃにより
微速排気しつつ圧力検出手段ＤによりカフＡ内の圧力を
検出すると共に、脈波検出手段Ｅにより脈波成分を検出
し、この脈波成分の信号から周期算出手段Ｆにより脈波
周期を算出した後、ウインド設定手段Ｇにより脈波振幅
値を算出する時間区間であるウインドを脈波周期に対応
して、周期が大きい時は長く、小さい時は短く設定し、
この各パラメータをパラメータ算出手段Ｈで算出する一
方、前記排気手段の排気速度を排気速度設定手段Ｉによ
り前記ウインドの長さに対応して長い時は遅く、短い時
は早く設定し、その後、得られるパラメータとカフ圧と
から血圧算出手段Ｊにより最高及び最低血圧値を算出し
ている。

(ヘ)実施例以下、この発明の一実施例を、図面に基づいて詳細に説
明する。

第２図に示すように、１は電子血圧計であって、カフ２
に供給された加圧空気を微速排気しつつ、脈波振幅値を
検出し、この振幅値より血圧値を測定する振動法を用い
た血圧計である。

このカフ２は、上腕部等に巻回されるもので、加圧ポン
プ（加圧手段）３及び排気弁（排気手段）４にエアパイ
プ５を介して接続されている。この加圧ポンプ３は、カ
フ２に加圧空気を供給して上腕部等を阻血する一方、排
気弁４は、この加圧空気を微速又は急速排気するもので
ある。

更に、カフ２には圧力センサ（圧力検出手段）６が連係
され、カフ２内の圧力を検出してカフ圧信号として出力
されるように成っている。このカフ信号は増幅器７及び
Ａ／Ｄ変換器８を介して、ＣＰＵ９にデジタル信号とし
て入力される一方、増幅器７からバンドパスフィルタ１
０に入力される。このバンドパスフィルタ１０は、カフ
圧信号から脈波成分を抽出する脈波検出手段であり、脈
波信号を出力するように成っている。この脈波信号は、
Ａ／Ｄ変換器８を介してＣＰＵ９にデジタル信号として
入力される。

このＣＰＵ９は、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリを内蔵し、
ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行
い、後述する脈波振幅値であるパラメータの抽出、最高
血圧値・平均血圧値・最低血圧値を決定するように構成
されている。また、このＣＰＵ９はスタートスイッチ１
１よりスイッチング信号が入力される共に、加圧ポンプ
３及び排気弁４に制御信号ａ、ｂが出力され、加圧ポン
プ３を駆動・停止させる一方、排気弁４を微速排気又は
急速排気させるように構成されている。更に、ＣＰＵ９
には表示器１２が連繋され、最高及び最低血圧値並びに
平均血圧値が表示されるようになっている。

ここで、最高及び最低血圧値の決定方法について説明す
る。

この電子血圧計１は振動法を採用しており、バンドパス
フィルタ１０で得られた脈波信号より脈波振幅値（パラ
メータ）を算出し、この脈波振幅値の包絡曲線は、カフ
２の減圧過程において、第３図に示すようにほぼ釣鐘状
になる。この包絡曲線を用いて血圧値を決定することに
なるが、その決定方法は種々提案されており、本実施例
で採用した一例を示すと、各血圧値は次のとおりであ
る。

平均血圧値：脈波振幅値が最大となる点Ｍのカフ圧最高血圧値：カフ圧が平均血圧値より高い領域で（脈波
振幅値の上昇過程）、脈波振幅値が最大値Ｍの５０％と
なる点Ｎのカフ圧最低血圧値：カフ圧が平均血圧値より低い領域で（脈波
振幅値の下降過程）、脈波振幅値が最大値Ｍの７０％と
なる点Ｌのカフ圧次に、この電子血圧計１の構成並びに作用を、第４図乃
至第８図に示すフロー図に基づいて説明する。尚、ステ
ップはＳＴという。

先ず、第４図のメインルーチンにおいて、ＳＴ１でスタ
ートスイッチ１１がＯＮされると、ＣＰＵ９から制御信
号ａが出力され、加圧ポンプ３が駆動して、カフ２に加
圧空気が供給される。このカフ２内の圧力を圧力センサ
６で検出し、所定のカフ圧に達するとＣＰＵ９が認識し
（ＳＴ２）、制御信号ａを出力して加圧ポンプ３を停止
する（ＳＴ３）。その後、ＣＰＵ９が制御信号ｂを出力
し、排気弁４が微速排気を開始し（ＳＴ４）、血圧測定
が開始される。この開始時点において、排気弁４の排気
速度は、認定可能な範囲内で最も遅く制御されている。

続いて、パラメータＨを算出するために初期設定が行わ
れ（ＳＴ５）、以降、パラメータＨの算出、振幅周期Ｔ
_Ｍの算出、血圧値の決定、排気速度の設定などの一連の
処理が、ＳＴ６〜ＳＴ１４によって行われる。

ここで、パラメータＨ等の言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ウインド毎に一つのパラメータＨが算出さ
れることになる。このウインドとは、記憶容量を最小に
するため、測定時間、つまりカフ圧の減圧過程を短い時
間に区分した時間区間であり、各ウインド毎に脈波振幅
が算出され、１つのパラメータＨが決定される。

説明を第４図のフローに戻し、パラメータＨはＳＴ６〜
ＳＴ１４での処理が１回行われる毎に算出され、その回
数をｉで示し、その時点のカフ圧Ｗｉと共にＣＰＵ９の
メモリに記憶される。そして、ＳＴ６〜ＳＴ１４の処理
は平均及び最高血圧値が決定され、最低血圧値か決定可
能と判断（ＳＴ１１）されるまで繰返される。

つまり、ＳＴ６において、後述するサブルーチンが読出
されてカフ圧データ、脈波データの読込み、脈波周期Ｔ
_Ｍの算出等を行い、パラメータＨの算出処理が行われる
（パラメータ算出手段Ｈ）。この算出された最後のパメ
ラータＨｉと、以前に得られたパラメータＨ_１〜Ｈ
_ｉ−１の最大値Ｈmaxとを比較して（ＳＴ７）、Ｈmax＜
Ｈｉの時は脈波振幅値の包絡曲線が上昇過程にあり、Ｓ
Ｔ８に移る一法、Ｈmax＞Ｈｉの時は下降過程にあり、
ＳＴ１１に移ることになる。このＳＴ８では、パラメー
タＨの最大値Ｈmaxを順次更新し、最大値Ｈmaxに対応す
る時点のカフ圧Ｗｉを平均血圧値とし（ＳＴ９）、最大
値Ｈmaxの５０％に最も近いパラメータＨに対応する時
点のカフ圧Ａを最高血圧値とする（ＳＴ１０）。この両
血圧値は、ＳＴ６〜ＳＴ１４の処理が繰返される度に更
新され、脈波振幅値の包絡曲線の最大値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、平
均血圧値と最大血圧値が最終的に決定される（血圧算出
手段Ｊ）。

次に、パラメータＨｉが低下して、包絡曲線の下降過程
に入り、パラメータＨｉが最大値Ｈmaxの７０％より小
さくなったか否かが判定され（ＳＴ１１）、小さくなる
とＳＴ１５に移り、その７０％以下となった時のカフ圧
Ｗｉを最低血圧値とし（血圧算出手段Ｊ）、上述の最高
血圧値・平均血圧値とを表示器１２に表示した後（ＳＴ
１６）、ＣＰＵ９より制御信号ｂが出力され、排気弁４
が急速排気し（ＳＴ１７）、カフ２内の加圧空気が排出
されて血圧測定が終了する。

このＳＴ１１で７０％になるまでＳＴ１２に移り、次の
パラメータＨ_ｉ＋１の算出準備を行い、ＳＴ１３、１４
において、後述するウインド長さの設定及び排気速度の
設定が、１つのパラメータＨを算出する毎に行われる。

次に、ＳＴ６のパラメータ算出処理を、第５図に示すサ
ブルーチンのフローに基づいて説明する。このサブルー
チンは、毎ウインドにおける脈波データＰの最大値と最
小値との差をパラメータＨ（振幅値）として算出すると
共に、そのウインド終端におけるカフ圧Ｗを該パラメー
タＨに対応するカフ圧とする一方、各ウインド付近の脈
波周期Ｔ_Ｍを算出する先ず、ＳＴ６０１において、各ウインドにおける脈波最
大値Ｐmax、最小値Ｐminを０とし、データの読み込み回
数であるカウンタｎを１として初期化する。そして、Ｓ
Ｔ６０２で脈波データＰｎ、つまりバンドパスフィルタ
１０の出力信号を読込むことになる。この読込みは１０
msec毎に行われ、脈波データＰｎがＣＰＵ９のメモリに
記憶される。この読込まれた脈波データＰｎは、各ウイ
ンド内において以前の脈波データＰ_１〜Ｐ_ｎ−１と比較
され（ＳＴ６０３、ＳＴ６０５）、最小値Ｐ_ｍｉｎと最
大値Ｐmaxとが設定され（ＳＴ６０４、６０６）、以
後、脈波データＰｎが最小値Ｐ_ｍｉｎより小さくなる
と、また最大値Ｐmaxより大きくなると、それぞれ最小
値Ｐminと最大値Ｐmaxが更新される。

続いて、脈波周期Ｔ_Ｍを歳出するサブルーチンに移るこ
とになる（ＳＴ６０７）。このサブルーチンは後述する
こととし、ＳＴ６０８に移り、読込み回数のカウンタｎ
に１を加算した後、各ウインド内の上限データ数ｎ
_ｍａｘと比較し（ＳＴ６０９）、上限ｎ_ｍａｘに達して
いない時はＳＴ６０２に戻り、上限ｎ_ｍａｘに達するま
でＳＴ６０２〜ＳＴ６０９の動作を繰返すことになる。
この上限ｎ_ｍａｘとは、ウインドの長さをカウンタｎの
数で示しており、後述するＳＴ１３で設定される。

この脈波データ数のカウンタｎが上限ｎ_ｍａｘになる
と、１ウインドが終了することになり、Ｓ６１０に移
り、脈波データの最大値Ｐmaxと最小値Ｐminの差をパラ
メータＨｉとしてＣＰＵ９のメモリに記憶すると共に、
ウインド終端のカフ圧Ａｉを、このパラメータＨｉに対
応したカフ圧としてメモリに記憶する（ＳＴ６１１）。
これにより、パラメータＨの算出処理ルーチンが終了
し、上述のＳＴ７に移ることになり、１ウインド毎に１
つのパラメータＨが算出される。

次に、ＳＴ６０７の脈波周期の算出処理（周期算出手段
Ｆ）を、第６図に示すサブルーチンのフローに基づいて
説明する。このサブルーチンは、１拍当たりの脈波周期
Ｔ_Ｍを算出し、この周期Ｔ_Ｍに対応して、ウインド長さ
及び排気速度が設定される（ＳＴ１３、ＳＴ１４）。

先ず、ＳＴ６２１において、脈波周期を示すタイマＴ_Ｍ
に１が加算される。このサブルーチンは、上述したよう
に、ＳＴ６０７で１つの脈波データＰｎを読込む毎に呼
出されるので、タイマＴ_Ｍは１０msec単位のタイマとな
る。続いて、ＳＴ６２２において、脈波を認識したか否
かが判定され、認識されないと、このサブルーチンは終
了してＳＴ６０８に戻る一方、認識されるとＳＴ６２３
に移ることになる。この認識の判定は種々考えられる
が、第９図に示すように、例えば脈波データＰｎに対し
てスレッションドレベルＴＨを設定し、脈波データＰｎ
の上昇過程がこのスレッションドレベルＴＨと交差する
交差点Ｃ_１〜Ｃ_７を認識点とする。従って、１つの認識
点から次の認識点までが１拍であり１脈波周期Ｔ_Ｍとな
る。

続いて、ＳＴ６２３において、脈拍数である脈波周期Ｔ
_Ｍの回数のカウンタＫに１を加算し、このカウンタＫが
５になるまでＳＴ６２４からこのサブルーチンが終了し
てＳＴ６０８に戻る一方、５になるとＳＴ６２５に移
り、脈波周期Ｔ_Ｍを５で除して平均脈波周期Ｔ_Ｐを算出
してＣＰＵ９のメモリに記憶する。その後、脈波周期Ｔ
_Ｍ及びカウンタＫを０にして初期化が行われる（ＳＴ６
２６、ＳＴ６２７）、これにより、脈波周期算出ルーチ
ンが終了することになる。従って、このサブルーチンは
１０_ｍｓｅｃ毎に呼出されて処理されるので、脈波周期
Ｔ_Ｍは脈波データＰｎの読込み回数ｎで示されることに
なり、しかも５脈拍毎に新たに設定されることになる。

次に、ＳＴ１３のウインド長さ設定処理（ウインド設定
手段Ｇ）を、第７図に基づいて説明する。このウインド
長さｎ_ｍａｘはＳＴ６２５で求めされた平均脈波周期Ｔ
_Ｐを用いて設定され、ｎ_ｍａｘ＝Ｔ_Ｐ×1.1の長さに設
定される。このウインドは１つのパラメータＨを算出す
るためのものであり、本来、１ウインド内に１拍、つま
り１脈波周期Ｔ_Ｐが含まれればよいので、ｎ_ｍａｘ＝Ｔ
_Ｐでよいことになる。ところが、不整脈や腕動等生体側
の諸条件により、脈波周囲が変動することもあり得るの
で、上述の如くＴ_Ｐ×1.1に設定されている（ＳＴ１３
１）。

最後に、ＳＴ１４の排気速度設定処理（排気速度設定手
段Ｉ）を、第８図に基づいて説明する。この排気速度
は、ウインド長さｎ_ｍａｘに対応して算出制御されてい
る。すなわち、最低脈拍数を４０拍／分とし、圧力の読
込み間隔が４mmHgとなるためには、平均脈波周期Ｔ_Ｐが
１５０となり、ウインド長さｎ_ｍａｘは１６５となる。
従って、圧力の読込みは１ウインドの終端で行うので、
１５６０msec当たり４mmHg宛排気すればよいことにな
る。この場合の排気速度は、４／１６５０≒2.5mmHg／s
ecとなる。そこで、常に圧力の読込み間隔を４mmHgに保
つためには、2.5×１６５（mmHg／sec）とすればよい。
（ＳＴ１４１）。

これらのウインド長さ及び排気速度は、５拍毎新たに設
定されることになり、測定中に順次更新されることにな
る。

尚、この実施例において、排気速度は４mmHg毎に圧力を
読込むようにしたが、この発明はこれに限られるもので
はない。

また、ウインド長さも実施例に限られるものでないこと
は勿論である。

(ト)発明の効果以上のように、この発明の電子血圧計によれば、脈波周
期を検出して、この周期からウインドを設定する一方、
このウインドの長さに応じて排気速度を設定するように
したために、脈拍数が異なってもパラメータを数回得る
ことができるので、常に精度の良好な測定を行うことが
できる。

また、脈拍数に応じて排気速度が異なり、脈拍数が多い
時は早く、少ない時は遅くなるので、測定時間を短縮す
るこそができるから、不必要な苦痛を被測定者に与える
ことを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の構成を示す概略図、第２図乃至第
９図は、この発明の一実施例を示し、第２図は、電子血
圧計のブロック図、第３図は、脈波振幅値の包絡曲線を
示す図、第４図は、電子血圧計のメインルーチンを示す
フロー図、第５図は、パラメータ算出処理ルーチンを示
すフロー図、第６図は脈波周期算出処理ルーチンを示す
フロー図、第７図は、ウインド長さ設定処理ルーチンを
示すフロー図、第８図は、排気速度設定処理ルーチンを
示すフロー図、第９図は、脈波データを示す図である。Ａ(2)：カフ、Ｂ(3)：加圧手段、Ｃ(4)：排気手段、Ｄ(6)：圧力検出手段、Ｅ(10)：周期算出手段Ｆ：周期算出手段、Ｇ：ウインド設定手段、Ｈ：パラメータ設定手段、Ｉ：排気速度設定手段、Ｊ：血圧算出手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カフと、このカフに加圧空気を供給する加
圧手段と、このカフ内の加圧空気を微速又は急速排気す
る排気手段と、前記カフ内の圧力を検出する圧力検出手
段と、前記カフ内の圧力から脈波成分を検出する脈波検
出手段と、この脈波検出手段の信号から脈波周期を算出
する周期算出手段と、この脈波周期に対応して脈波振幅
値を算出する時間区間であるウインドを設定するウイン
ド設定手段と、この各ウインド毎に脈波振幅値の代表値
であるパラメータを算出するパラメータ算出手段と、前
記ウインドの長さに対応して前記排気手段の排気速度を
設定する排気速度設定手段と、前記パラメータ及びカフ
圧より最高及び最低血圧値を算出する血圧算出手段とよ
り成る電子血圧計。