JPS60100945A - コロトコフ音検出回路 - 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】 本発明は電子血圧計等に応用されるコロトコフ音検出回
路に関し、特に、マイクロホン極性と、コｏ　）：ｒフ
ｆｅ［出するコンパレータのレベルの極性を限定するこ
とにより、より効果的に検出を行う手段を提供するもの
である、 マイクロホンには本来極性があり、マイクロホンに加わ
る圧力の方向によって出力される電気信号の極性は変わ
る。電子血圧計はマイクロホンによって感知された、出
力信号を所定のフィルター回路を通し、該フィルターの
出力振幅が所定のレベル以上であれば、コロトコフ音、
有と判定するものである。聴診法によるコロトコフ音の
検出は聴診器により実際の耳で音の有無を判別するもの
であり、電子的なコロトコフ音の検出も聴診法を代用す
るものであるから、コロトコフ音による電気信号の実効
値、もしくは、振幅で検出する方が好まし１・）。

しかしながらコロトコフ音の波形はｏ、ａを中心にして
上下非対称に変動するため、コンパレータでの振幅判定
を行う場合上Ｆ１　どちらでレベル判定を行うかにより
若干の差異が生じ、血圧値に差を生じてしまう。

また、コロトコフ音の有無判定を、脈による圧力変化と
同期した場合のみ、上記コロトコフ音を有意とする、雑
音対策を施した場合にはコロトコフ音は、脈圧の変化が
所定のレベル以上の期間中に存在する必要がある。しか
し周知のように、最低血圧付近では、脈圧の立上りから
コロトコフ音の発生までの期間が極めて短かくなり、検
出レベルの設足によっては、両者が逆転、すなわち、コ
ロトコフ音検出後、脈圧の変化を捉えることもあり４、
誤動作につながることになる。

本発明は上述の問題に対し、マイクロホンの極性を限定
し、より確実にコロトコフ音を検出する手段を提供する
ものである。

第１図は本発明によるコロトコフ音の検出回路例を示す
、図において１は圧電型のマイクロポンであり７％　Ａ
ｔ　ｒ　Ａｔ　ｒ　Ａｓ　ｒ　Ａ４は、それぞれオペア
ンプを示す。マイクロホン１の出力は、ｃ、及びＲ１で
構成される受動バイパスフィルターに入力され低周波の
脈圧成分がほぼ除去さ扛、Ｒ３＋　Ｒ４及びＡ、で構成
される非反転増温器に入力される。該Ａ、（７）出力は
、０１　ｒ　Ｃ３＋　ＲＩＩ　＋　Ｒ６及びＡ２で構成
される２次のアクティブバイパスフィルターニ入力され
る。該Ａ２の出力は、ｔ’ｔ、　ｌ　ＲＩＴ　ｒ　Ｒ１
１ｒ　ｃａ　＋　０４　＋及びＡ、で構成される２次の
アクティブローパスフィルターに入力される。Ａ３の出
力はＣ６を通して、ＲＩＩ　＋　”Ｉ。及びＡ４　で構
成されるコンパレータに入力される。かかる回路におい
て、マイクロホン１は、図示の如くの極性に接続される
、マイクロホン１は第２図に示す構成をなし、金属板乙
に圧電素子２を貼り付けである、図面上の上側から金属
板を押した場合、正の電圧が金属板３に発生するよう圧
電素子２は慣性を配慮して装着される。すなわち第１図
におけるマイクロホンの極性は、＋端子がアースとして
接続され、第１図における回路ではマイクロホン１、及
びそのリード線に発生する誘導ノイズの影響を軽減して
いる、第１図において、マイクロホン１からの出力信号
は上述のように増幅回路及び、フィルター回路を通じて
、約４０Ｈ２〜１００Ｈ２の信号成分がＡ、より出力さ
れる。抵抗Ｒ８゜の一端はプラス電源端子に接続されて
おり、コンパレータとして働くＡ４のマイナス入力端子
の電位はアースに対してＲ１１に流れる直流電流による
電圧だけ常に正の電位が印加されている、Ａ４の出力は
通常、ローレベルとなっている。Ａ３の出力がアースに
対し負側にふれるとＡ４のマイナス入力端子は負側にふ
れアース電位より負となるとＡ４出力は正となる。

　５− 第４図においてＡ）は、マイクロホン１に発生する出力
信号を、Ｂ）はオペアンプＡ、の出力信号を模式的に示
したものであり、横軸が時間、縦軸が振幅を表わす。す
なわち、カフの加圧状態から除々に減圧していった場合
の振幅の変化を示している、マイクロホン１は、第２図
における金属板３が皮ふに接するよう装着さｎるが、こ
の場合、動脈血管を押し広げる方向の圧力により金属３
は押され、第３図Ａ）のように出力は負側に大きく変位
する。該マイクロホン１の出力を第１図に示すフィルタ
ー回路を通すことにより、Ａ、には第６図Ｂ）の出力が
得られＡ）における変位の方向と同一方向の振幅が大き
い傾向にある。特に最低血圧付近では、負側の振幅が大
きい傾向が著しい。

第１図の回路においてはマイクロホンの出力からオペア
ンプＡ３の出力に至る全体を通して見れば、コロトコフ
音周波数成分の極性反転は生でないため、最低血圧付近
ではマイクロホン１を押しつける向きに働く圧力のコロ
トコフ音成分が大きいことになる。

　６− さて第１図において、”ｌ　ｒ　Ａ６　＋　Ａ７　もそ
れぞれオペアンプを示し、これらのオペアンプにより脈
圧を検出しているＡ５には、マイクロホン１の出力が直
接入力され、Ａ”＋　はポロテージフオロアトシて働く
、該Ａ５の出力は、Ｒ□＊　ＲＩ！　＋　０６　ｒ　０
７　及びＡ６で構成される、中心周波数２〜４Ｈｚのバ
ンドパスフィルターに入力される、該ＡＩ５の出力は、
Ｏｓ　＊　ＲＩ４　＊　Ｒ＋５及びＡ１で構成されるコ
ンパレータ回路に入力される、かかる構成の脈圧検出回
路においても、マイク出力からＡ６の出力に至る過程で
の極性反転は生じず、抵抗ＲＩ４の一端はプラス電源端
子に接続されているため、Ａ６の出力が負側に変位した
時、Ａ７は正方向の電位を出力する。

第４図は、一連の動作を示すため各部の信号波形を時間
軸を延ばして示したものであり、イ）はマイクロホン１
の出力波形、Ｄ）はオペアンプＡ８の出力波形、ハ）は
オペアンプＡ４の出力波形、二）はオペアンプＡ、の出
力波形を示す。図において、左側は最高血圧付近、右側
は最低血圧付近の信号を示す。マイクロホン出カイ）の
波形のコロトコフ音成分、すなわち口）の波形が、負側
に変位した時、ハ）の出力が得られ、かつイ）の波形の
低周波成分、すなわち脈圧成分が負側に変位した時、二
）の出力が得られる。

コロトコフ音検出の信頼度を高めるため、二）の信号音
ハ）の信号のゲート信号として用いるのであるが、最低
血圧付近では、ハ）の信号の立上りと、二）の立上Ｖの
時間差が短かくなる。従って第１図における回路のＡ、
のマイナス入力端子の直流電位が高いと、二）の信号の
パルス巾は短くなり、ゲート信号としての役目を果さ彦
いことがあり得る。この点から４、Ａ７の検出レベルは
慎重に設定する必要があるが、さらに問題となることは
、口）の出力波形を逆にプラス側で検出した場合である
。この場合の状況を第５図に示したが、第５図において
ホ）、へ）、ト）、チ）はそれぞれ、第４図におけるイ
）２口）、ハ）、二）と同一のＡＫおける波形を示すが
、但し、ト）はへ）の波形の正側の振幅で出力を得るコ
ンパレータ回路を用いたものである。第５図に示すよう
に、ト）の信号はへ）の波形の正側の振幅時点で正出力
が得られるが、チ）の信号は、ホ）の波形の負側で正出
力が得られるため、両者が時間的にオーバラップしてい
ない。ゆえ−に第５図の状況では確実な検出が行なわれ
ないことになる。

しかし第１図における回路では第４図の如くの信号とな
り、マイク出カイ）が負側に変位した時はぼ同時に、コ
ロトコフ音出力、及び脈圧出力が得られるため両者の時
間的型なりの確率は高くなる。

以上述べたように、本発明では、マイクロホンの極性を
限定することにより、精度の良い血圧計を提供できる。

すなわち、第３図Ｂ）に示すように、コロトコフ音の波
形は上下非対称であり、正負どちらの信号レベルで検出
するかにより、特に最低血圧値が変化する。本発明では
この点、極性をそろえるためばらつきは小さくなる。さ
らに脈圧の信号成分をとり出し、これをゲート信号とし
て用いる現金には、脈圧の信号の変位の方向と、コロト
コフ音の信号の検出の方向を電気的に同一　９一 方向とすることでより精度の良い血圧計となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるコロトコフ音検出回路、及び、脈
圧検出回路の実施例である、第２図は本発明に用いるマ
イクロホンの構造図である。第３図、及び第４図は、第
１図の回路による各部の信号波形を示し、第５図は従来
の信号例を示す。 １・・・マイクロホン ２・・・圧電素子 ３・・・金属板 Ａ、〜Ａ７・・・オペアンプ ０１〜０♂・・・コンデンサ Ｒ１＝　Ｒ１５・・・抵抗 第４図　イ）・・・マイクロホン出力 口）・・・コロトコフ音フィルター出カバ）・・・コロ
トコフ音検出コンパレータ回路 ニ）・・・脈圧検出コンパレータ出力 １０−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）コロトコフ音を検出するだめの圧電型マイクロホン
   、該マイクロホンの出力を受けて所望の周波数範囲の信
   号成分を取り出す、フィルター回路及び該フィルター回
   路の出力が、所定の振幅以上になると出力するコンパレ
   ータ回路とで少くとも構成されるコロトコフ音検出回路
   において、前記コンパレータ回路は、前記フィルター回
   路の出力が、前記マイクロホンに発生する脈圧の信号成
   分と同一方向に変位した時、コロトコフ音として検出す
   る、コロトコフ音検出回路。 ２、特許請求の範囲１）項記載のコロトコフ音検出回路
   において、前記マイクロホンの出力を別個のフィルター
   回路に入力し、該フィルターの出力をコンパレータ回路
   に入力することにより脈圧を検出する回路を併せしめた
   コロトコフ音検出回路。 ３）％許請求範囲第１）項記載のコロトコフ音検出回路
   において、マイクロホンは圧電素子に金属板を貼り付け
   た構造を有し、該金属板は、回路におけるオペアンプの
   アース電位（中点電位）と接続されるとともに、該圧電
   素子の分極の方向と表裏の関係を指定することにより、
   圧力の印加される方向と、発生する電圧の極性を一方向
   に設定したコロトコフ音検出回路。