JPH0779800B2

JPH0779800B2 - 電子血圧計

Info

Publication number: JPH0779800B2
Application number: JP61013170A
Authority: JP
Inventors: 勉山沢
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1986-01-23
Filing date: 1986-01-23
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPS62170224A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、電子血圧形に関する。

（ロ）従来の技術一般に、電子血圧計は、マイクロホン（Ｋ音センサ）に
よってコロトコフ音（Ｋ音）を検出して最高及び最低血
圧値を決定するものがある。このマイクロホンを使用す
る電子血圧形では、Ｋ音の出た時点及び途切れた時点を
捕らえることによって、血圧決定を行うことができる
が、Ｋ音検出用のマイクロホンを必要とし、正確に血圧
を測定するためには、生体に対してマイクロホンを正し
く当てなければならず、マイクロホンの当て方に熟練を
必要とする、という問題点がある。

これに対し、例えば指用電子血圧計として、指用のカフ
で指を圧迫し、この指用のカフに付設される光電式の脈
波センサで指圧迫によって動脈容量の変化を検出すると
共に、カフ内の圧力（以下、カフ圧という）を圧力セン
サで検出し、カフ圧の減圧過程で得られる脈波とカフ圧
とにより血圧値を決定するものが知られている。この種
の電子血圧計では、マイクロホンが不要であるので、上
記のような不都合が起こらず、便利である反面、次に示
すように１周期毎の脈波を正しく検出する必要がある。

即ち、上記脈波は、第６図に示すように、カフ圧の減圧
につれて徐々に発生し、最大振幅値をとった後、減衰し
ていく。この時、第６図中のＳ点付近（脈波が発生し始
める時点付近）に応答するカフ圧が最高血圧に、Ｍ点付
近（脈波の最大振幅値が観測される時点付近）に応答す
るカフ圧が平均血圧に、Ｄ点付近（脈波の減衰開始時点
付近）に応答するカフ圧が最低血圧となることが臨床的
に確認されている。

上記従来の指用電子血圧計においては、上記脈波につい
て、各脈波毎の振幅値の時間的推移に基づいてＳ点、Ｍ
点等を特定し、最高血圧等を決定している。そこで、各
脈波一つ一つ（１周期毎）について脈波振幅値を算出す
るためには、脈波の一周期を正確に捉える必要があっ
た。脈波の一周期を捉えるための手段、すなわち脈波認
識手段としては、脈波微分手段で得された脈波の時間微
分（以下脈波微分という）が所定のしきい値を越えた場
合には脈波が出現したとし、脈波の一つ一つの出現時を
把握することにより、一周期を認識する脈波認識手段が
採用されていた。

（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における問題点を、第５図
（ａ）及び第５図（ｂ）を参照しながら以下に説明す
る。

第５図（ａ）は、脈波の波形を示しており、左半部に第
６図中のＳ点近傍、すなわちカフ圧が最高血圧（以下SY
Sという）に相当する時点前後の脈波を、右半部に第６
図中Ｄ点近傍、すなわちカフ圧が最低血圧（以下DIAと
いう）に相当する時点前後の脈波を、時間を横軸に取
り、それぞれ示している。ここで、SYS近傍の脈波の波
形のうち最左端の脈波Ａの波形は、アーチファクト（血
圧測定中に指や腕を動かすことによる脈波の乱れ）によ
って、脈波が乱れた状態を示している。

一方、第５図（ｂ）は、第５図（ａ）に示す脈波の脈波
微分の波形を示し、第５図（ａ）と同様に左半部にSYS
近傍の脈波微分を、右半部にDIA近傍の脈波微分の波形
をそれぞれ示している。なお、第５図（ｂ）中のＡ′
は、アーチファクトにより乱れた脈波Ａの脈波微分であ
る。

今、脈波の出現時を検出するための脈波微分に対するし
きい値を、第５図（ｂ）中に示すように、xaと設定した
とすると、SYS近傍の脈波に関しては脈波の出現時を問
題なく検出できるが、DIA近傍の脈波微分のレベルがSYS
近傍の脈波微分のレベルよりも小さいので、DIA近傍で
脈波の出現時を検出できず、脈波として認識されない場
合があり、血圧決定のための脈波振幅データ中に欠落が
生じ、正確な血圧測定がされない不都合があった。

そこで、しきい値をxaよりも小であるxbと設定したとす
ると、アーチファクトにより乱れた脈波微分Ａ′をも誤
って脈波として検出・認識し、血圧決定のための脈波振
幅値データ中に大きな誤差を有するデータが混入し、や
はり正確な血圧が測定されない不都合が生じる。

この発明は、上記不都合に鑑みなされたもので、脈波を
正確に認識すると共に、アーチファクト等により乱れた
脈波の誤認を防止し、正確な血圧決定を可能とする電子
血圧計の提供を目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段この発明の電子血圧計は、第１図に概略構成を示すよう
に、カフ１の減圧時に生体から得られる脈波と圧力セン
サ４によるカフ１の圧力値とを利用して血圧決定を行う
ものにおいて、前記脈波の時間微分を算出する脈波微分
手段６と、この脈波微分手段６の出力信号を所定のしき
い値と比較して１周期毎の脈波を認識する脈波認識手段
７と、脈波振幅の減少を検出する脈波振幅減少検出手段
と、この脈波振幅減少検出手段が脈波振幅の減少を検出
することに応答して前記しきい値を前記所定のしきい値
より小さい値に変化させるしきい値可変手段９とを設け
てなるものである。

（ホ）作用この発明の電子血圧計の脈波認識手段７におけるしきい
値は、SYS付近の比較的脈波微分のレベルの高い状態で
は、例えば第５図（ｂ）に示す高い値xaに設定し、アー
チファクト等により乱れた脈波の出現時点を検出せず、
その乱れた脈波を脈波として認識するのを防止する。一
方、DIA付近の比較的脈波微分のレベルの低い状態で
は、前記しきい値設定可変手段９が脈波認識手段７に設
定されているしきい値を、例えばxaよりも小であるxbに
段階的に又は連続的に変化させ、レベルの低いDIA付近
の脈波微分から確実に脈波の出現時点を検出し、脈波一
つ一つが認識される。

（ヘ）実施例この発明の一実施例を、第２図乃至第４図に基づいて以
下に説明する。

第２図は、この発明が実施される指用電子血圧計の外観
斜視図であり、この指用電子血圧計は、本体11とカフ収
納部12とから構成され、これらはコード線13によって結
合されている。

本体11のケース表面には、最高血圧・最低血圧等を表示
する表示器14、加圧設定値を選択するための加圧値設定
器15、クリアキー16、スタートキー17、電源キー18が設
けられている。

また、カフ収納部12のケース内には、外形円筒状のカフ
ゴム袋19が収納されている。このカフゴム袋19には、図
示していないが、指脈波を検出すための脈波センサが設
けられており、この脈波センサと本体部11を結ぶ電気信
号線及びカフゴム袋19と本体部11とを結ぶゴム管は束ね
られて、コード線13として両者間に接続されている。

第３図は、上記指用電子血圧計の回路ブロック図を示し
ている。同図において、加圧値設定スイッチ15a、クリ
アスイッチ16a、スタートスイッチ17a及び電源スイッチ
18aは、それぞれ加圧値設定器15、クリアキー16、スタ
ートキー17、電源キー18に対応し、これらのキーが操作
されるとオンするようになっている。これら各スイッチ
のオン／オフ信号、設定信号は、CPU20に入力されるよ
うになっている。

モータ駆動回路21は、CPU20からの指令により、加圧用
のポンプのモータ（加圧手段）22をオン／オフするよう
になっている。このモータ22のスタートにより、カフゴ
ム袋19が加圧されるようになっている。

また、急速排気弁駆動回路23は、CPU20からの指令によ
り、バルブ（減圧手段）24を開閉制御するように構成さ
れている。

上記モータ22の駆動により、エアタンク25を介してカフ
ゴム袋19に空気圧が供給され、またカフゴム袋19の圧力
は、半導体圧力センサ26で電気信号に変換され、増幅回
路27を経てA/D変換器28でデジタル信号に変換され、CPU
20に取込まれるようになっている。

さらにまた、LED駆動カフ29は、CPU20からの指令によ
り、カフゴム袋19に付設される発光素子30を駆動し、一
方、受光素子31で受光される信号は、フィルタ32、増幅
回路33を介して、A/D変換器28によりデジタル変換され
て、やはりCPU20に取込まれるようになっている。発光
素子30及び受光素子31で、脈波センサが構成されてい
る。

CPU20からの表示データは、LCD駆動回路34を介して表示
器（LCD）14に表示されるようになっている。また、エ
ラー等を報知するために、CPU20からの指令により、ブ
ザー駆動回路35を経てブザー36が駆動されるようになっ
ている。なお、37は微速排気弁（減圧手段）である。

CPU20は、後述するフローチャートのプログラムに従
い、種々の機能を実行し、上記各構成回路は、CPU20の
制御のもと、血圧測定動作を実行する。

次に、この実施例に係る指用電子血圧計の動作を、第４
図を参照しながら以下に説明する。

先ず、測定者が電源キー18を押し、電源スイッチ18aを
オンすると、入出力及びLCD14の表示の初期化が行われ
〔ステップ（以下STという）１〕、スタートスイッチ17
aがオンされるまでST2で待機する。

次いで、測定者が指（例えば左手の人差指）をカフ収納
部12のカフゴム袋19内に挿入し、スタートキー17を押
し、スタートスイッチ17aをオンすると、ST2よりST3に
進み、CPU20がモータ駆動回路21に指令を与え、モータ2
2が駆動され、加圧値設定スイッチ15aで選択された設定
値までカフゴム袋19が加圧され、測定者の指を圧迫す
る。

ST3で、カフゴム袋19が設定値まで加圧されると、ST4へ
進み、モータ22を停止し、微速排気弁37より微速排気が
開始され、次のST5では、脈波認識のためのしきい値x t
hをx t₁と設定する。

ST6では、CPU20はA/D変換器28より取込まれるサンプリ
ングされた脈波レベルに基づいて脈波微分を算出し、こ
の脈波微分の値のx thを越えた時点を脈波出現時点とし
て検出し、脈波の一周期を認識し、この脈波の一周期間
にサンプリングされて記憶されている前記脈波レベルデ
ータより脈波振幅値を算出し、この脈波振幅値の時間的
推移に基づいて、最高血圧・平均血圧及び最低血圧（必
要あれば脈泊数）が算出される。

上記最高血圧・平均血圧及び最低血圧の計算のアルゴリ
ズムは種々のものがある。例えば最高血圧は、脈波セン
サで検出される脈波の脈波振幅値が所定レベルを越えた
時点でのカフ圧とし、脈波振幅値の最大時のカフ圧を平
均血圧とし、これら最高血圧及び平均血圧から（３×平
均血圧−最高血圧）/2で最低血圧が計算される。しか
し、この発明では、血圧決定処理を要部とするものでは
ないので、その詳細は省略する。

上記ST6では、１又は６以上の所定の数の脈波振幅値が
算出される毎に一旦処理を中断し、ST7へ進む。ST7で
は、最高血圧・平均血圧等が決定されたか否かを判定
し、未だこれらの値が決定されていない場合にはST10へ
進み、脈波振幅値が現在減少中か否か判定される。脈波
振幅値が減少し始めるのは、第６図に示す脈波中のＭ点
を越え、Ｄ点に差し掛かる状態であり、その脈波微分の
レベルは、第５図（ｂ）中に示すように、SYS近傍の脈
波微分のレベルよりも小さくなっている。従って、ST10
において脈波振幅値が減少していると判定された場合に
はST11に進み、しきい値x thを先に設定された値x t₁よ
りも小なる値x t₂（＜x t₁）に設定しなおし、脈波の出
現時を検出し、脈波の一つ一つの認識を容易とし、ST6
に戻り、血圧決定処理を続行する。一方、ST10において
脈波振幅値が減少中でないと判定された場合には、未だ
脈波微分のレベルが比較的高い状態であるので、しきい
値x thを変化させることなく、ST6に戻り、血圧決定処
理を続行する。

最高血圧・平均血圧及び最低血圧が決定されるまで上記
ST6、ST7、ST10（ST11）の処理が反復される。ST7にお
いて、最高血圧等が決定されたと判定された場合には、
ST8に進み、CPU20はLCD駆動回路34を介してLCD14に測定
の結果得られた最高血圧・最低血圧等を（脈拍数を算出
した場合には脈拍数をも）表示させる。最後に、CPU20
は急速排気弁駆動回路23に指令を与え、バルブ24を開
き、急速排気を行い（ST9）、１回の血圧測定を終了す
る。

なお、上記実施例においては、しきい値x thをx t₁、x
t₂（x t₁＞x t₂）の２段階に切替えるように構成してい
るが、３以上の多段階に分けて変化させたり、連続的に
変化させる等、変更することが可能であり、しきい値変
化の過程も必ずしも単調減少とする必要はない。

また、上記実施例においては、しきい値x thをx t₁より
x t₂に変化させる時点の判断は、脈波振幅値が減少し始
めたか否かによって行われているが、例えばスタートス
イッチ17aがオンされた時点より計時が開始されるタイ
マによって行うことも可能であり、適宜設計変更可能で
ある。

（ト）発明の効果この発明の電子血圧計は、脈波振幅減少検出手段が脈波
振幅の減少を検出したときに脈波認識手段におけるしき
い値を、このしきい値より小さい値にしきい値可変手段
により変化させるものであるから、脈波微分のレベルの
相違に適合するようにしきい値を変化させ、各脈波一つ
一つを正確に認識すると共に、アーチファクト等により
乱れた脈波の影響を排除し、誤差の少ない血圧測定が可
能となる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の概略構成を説明する図、第２図
は、この発明の一実施例に係る指用電子血圧計の外観斜
視図、第３図は、同指用電子血圧計の回路ブロック図、
第４図は、同指用電子血圧計の動作を説明するフロー
図、第５図（ａ）は、脈波の波形を示す図、第５図
（ｂ）は、脈波の時間微分の波形を示す図、第６図は、
脈波の時間的推移を示す図である。 1:カフ、2:加圧手段、 3:減圧手段、4:圧力センサ、 5:脈波センサ、6:脈波微分手段、 7:脈波認識手段、8:血圧決定手段、 9:しきい値可変手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カフの減圧時に生体から得られる脈波と圧
力センサによるカフの圧力値とを利用して血圧決定を行
う電子血圧計において、前記脈波の時間微分を算出する脈波微分手段と、この脈
波微分手段の出力信号を所定のしきい値と比較して１周
期毎の脈波を認識する脈波認識手段と、脈波振幅の減少
を検出する脈波振幅減少検出手段と、この脈波振幅減少
検出手段が脈波振幅の減少を検出することに応答して前
記しきい値を前記所定のしきい値より小さい値に変化さ
せるしきい値可変手段とを設けたことを特徴とする電子
血圧計。