JPS61255637A

JPS61255637A - 電子血圧計

Info

Publication number: JPS61255637A
Application number: JP60097524A
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: 1986-11-13
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPH06108B2

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】（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、いわゆる腕弐のものである。

しかし、腕式の電子血圧計は比較的大型であり、持運び
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決
定をするようにしている。そして、脈波の検出には、発
光素子と受光素子からなる光電式の脈波センサが使用さ
れている。

（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、血圧測定をなす場合、指
をカフに挿着して高速で加圧すると、カフ圧が、第５図
に示すように、上昇してゆく過程で脈波センサの出力（
基線）が大きく変動する。

これは、カフが膨らむと、脈波センサの発光素子と受光
素子の角度が変わり、受光素子に入力される光量が変化
するためである。そのため、この加圧時の基線の変動を
無視して、簡易プログラムにより脈波成分を検出して脈
波振幅を求め、血圧値を決定すると、その基線の変動分
を脈波成分であるとして検出し、測定不能や誤測定を生
起することになる。

この発明は、上記に鑑み、脈波基線変動の影響を受けず
に、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
圧迫するカフ圧と、このカフ内を加圧あるいは減圧する
空気圧系２と、カフの内面と被測定体間に設けられる脈
波センサ３を含み、カフの圧力変化過程での脈波振幅を
検出する脈波振幅検出手段４と、動作開始後、前記脈波
センサの出力が安定したか否かを判別する基線安定判別
手段５と、この基線安定判別手段の安定判別により動作
を開始し、カフ圧と脈波振幅とから血圧を決定する血圧
決定手段６とから構成されている。

この電子血圧計では、加圧時、すなわち動作開始時は基
線が安定していないので、基線安定判別手段は、この間
の脈波センサ出力を血圧決定用のデータとして取込まな
い。基線安定判別手段が安定判別出力を出すと、血圧決
定手段は、以後の脈波センサ出力を血圧決定用のデータ
として取込み、決定動作に移る。

（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　（、マイクロブロセフサユニット）１
５に取込まれるようになっている。ここで使用される脈
波センサ１２は、図示していないが、発光素子と受光素
子とからなり、カフ１１の円筒内壁に設けられ、カフ１
１内に指が挿着されると、指表面とカフェ１間に位置す
るものである。

また、カフ１１はゴム管１６により圧センサ１７に接続
され、また空気バッファ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、
空気バッファ１８は逆流防止弁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。

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
ＯＮ１０　Ｆ　Ｆする機能、急速排気弁２０を○Ｎ１０
　Ｆ　Ｆする機能、動作開始後、脈波センサ１２の出力
が安定したか否かを判別する機能、脈波センサ１２の出
力から脈波振幅を検出する機能、カフ圧と脈波データと
から最高血圧（ＳＹＳ）最低血圧（Ｄ　Ｉ　Ａ）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２５
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
例電子血圧針の動作を説明する。

測定を開始する前に、測定者は人差指をカフ１１の円筒
状内に挿入し、ＭＰＵ１５に付設される電源スィッチ（
図示せず）をＯＮする。これにより動作がスタートし、
先ずステップ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秒間点灯表示しく５Ｔ
２）　、次に急速排気弁２０を開＜　　（Ｓｒ１）とと
もに、表示器２４の急速排気マーク８を点滅する（Ｓｒ
４）。続いて、カフ圧が０か否かを判定し、０でない場
合はＯとなるまで待機する（Ｓｒ５）。カフ圧がＯとな
ると、排気マーク８を消灯しく５Ｔ６）、準備完了マー
ク９を点灯する（Ｓｒ７）。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ＭＰＵ１
５に付設されるスタートスイッチ（図示せず）をＯＮす
ると、Ｓｒ８の判定がＹＥＳとなり、準備完了マーク９
が消える（Ｓ７８）。続いて、測定中を示すＬＥＤ　（
図示せず）が点灯しく５ＴＩＯ）、さらに急速排気弁２
０が閉じられ、カフ１１が設定値まで加圧される（ＳＴ
１２）。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０ＦＦ
Ｌ、、今回加圧が再加圧であるか否か判定しくＳＴＩ　
３）　、最初の加圧の場合には５Ｔ１５に移り、微速排
気弁１９による微速排気を開始する。もっとも、加圧終
了直後は脈波の基線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）、基線が安定するま
で待機する。この基線安定判別処理は、この電子血圧計
の特徴とするところであり、その詳細については後述す
る。もし、基線が安定しない状態でカフ圧が設定値より
も４０１ＩＩＩＩＨｇ以下に低下すると（Ｓ７１７）、
再加圧がすでになされているか否か判定しくＳＴＩ　８
）　、再加圧が１回目に相当する場合には、設定値＋３
０ｍｍＨｇを新たな設定値として（ＳＴＩ　９）　、再
加圧マーク官を点滅しく５Ｔ２０）、５Ｔ１２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５Ｔ１３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、５Ｔ１８の判定がＮｏとなり、ＬＥＤを
消灯しく５Ｔ３１）た後、急速排気弁２０を開き、一旦
排気する。カフ圧が設定値−４０＋＋＋ｍＨｇに低下す
るまでに基線が安定すると、５Ｔ１６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ＯとしくＳｒ２１）
　、さらに続いて１拍内のサンプルカウンタｉを１とし
、脈拍番号をｊ＝１とし、脈波レベルの最大値ｘ　ｗａ
ｘをＯ１最小値ｘ　ｓｉｎをｘ　ｓｕｐとする（Ｓｒ２
２）。

ここでｘ　ｓｕｐは脈波レベルＸ！が取り得る上限値で
ある。

続いて、５Ｔ２３で、カフ圧が２０＋ｓｍＨｇより大き
いか否か判定する。もし２０ｗｍＨｇより小さいと、５
Ｔ３１に移り、ＬＥＤを消灯し、Ｓｒ１にリターンして
急速排気弁２０を開き、排気マークを点灯（Ｓｒ４）し
て排気を待つが、正常時は５Ｔ２３の判定はＹＥＳとな
り、続いて脈波データＸｉを読取り（Ｓｒ２４）　、前
回の脈波データＸ！−１と今回の脈波データｘ１の差値
を求め、この差値が所定値Ｘ、よりも大きくなったか否
かを判定する（Ｓｒ２５）。この判定は、脈波レベルの
急激に変化する点で脈波を１拍として区切るために行っ
ている。

５Ｔ２５の判定がＮＯの場合は、次の５Ｔ３２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！と脈波
最大値ｘ　ｍａｘの大小関係を比較する（Ｓｒ１３）、
そして、ｘ、＞ｘｎ＋ａｘの場合は、今回の脈波データ
Ｘｉを新たな脈波最大値ｘ　ｗａｘとして更新記憶する
（ＳＴ３４）。逆に、Ｘ五≦ｘ　ｗａｘの場合は、５Ｔ
３４をスキップして、５Ｔ３５に移る。５Ｔ３５では、
今回の脈波データＸ！と脈波最小値ｘ　ｓｉｎの大小関
係を比較する。

そして、Ｘえ＜ｘｎ＋ｉｎの場合は、今回の脈波データ
Ｘｌを新たな脈波最小値Ｘｎ＋ｉｎとして更新記憶する
（ＳＴ３６）、逆に、Ｘ！≧ｘ　ｍｉｎの場合は、５Ｔ
３６をスキップして５Ｔ３７に移る。

５Ｔ３３〜５Ｔ３６で、脈波データの最大値Ｘｍａｘ、
最小値ｘ　ｓｉｎの更新が終了すると、５Ｔ３７でカウ
ンタｉに＋１処理を施して５Ｔ２３にリターンし、以後
、Ｘえ一、−Ｘ！　＞ｘｔとなるまで、５Ｔ３２〜５Ｔ
３７．５Ｔ２３〜５Ｔ２５の処理を繰返し、脈波最大値
Ｘ　１ｌａＫ及び最小値ｘ　ｍｉｎの更新処理を継続す
る。

５Ｔ２５で、Ｘ　ｉ　−Ｉ　　　Ｘ　ｉが所定値Ｘｔ以
上と判定されると、５Ｔ２６でブザー２５を鳴らし、脈
波抽出を報知する。そして、脈波最大値ｘ　ｍａｘと脈
波最小値ａ　ｎ＋ｉｎの差値Ａｊ、すなわち脈波振幅Ａ
ｊを求める（ＳＴ２７）。５Ｔ３２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拍経過と扱
い、ブザー２５は鳴らないが、脈波振幅Ａｊを求める（
ＳＴ２７）。この求めた脈波振幅Ａｊは、ＭＰＵ１５内
のメモリに記憶してお（。そして、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（ＳＴ２８）。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、７３とし
、また脈波は振幅（差値）が最大となる時点のカフ圧を
平均血圧Ｐ　ＭＥＡＭとし、また、最低血圧Ｐ　ＤＩＡ
　　を　Ｐ□ＡＮ＝ＰＤＩＡ　　　＋　　　（Ｐｓｖｓ
　　　　　ＰＤＩＡ　　）／３の式から算出する。そし
て、最低血圧ＰＤＩ＾が決定されるまで５Ｔ２２にリタ
ーンし、５Ｔ２２で脈拍番号ｊを＋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　ｍａ
ｘと最小値Ｘ５ｈｉｎ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を消灯しく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。

次に、基線安定判別処理動作の詳細を、第４図のフロー
図を最小して説明する。

動作が第３図の５Ｔ１５の微速排気に移ると、続いて１
．５秒タイマを起動させ（ＳＴ４１）、脈波レベル最大
値Ｘ　ｍａＸを０１最小値ｘｍｉｎをｘ　ｓｕｐとする
（ＳＴ４２）。そして、脈波センサ１２よりの出力、す
なわち脈波データＸを得る（ＳＴ４３）。この検出脈波
レベルＸと最大値ｘ　ｆｆ１ａｘの大小関係を比較しく
ＳＴ　４４）　、ｘ　＞　ｘｍａｘの場合には、そのＸ
を新たな脈波レベル最大値ｘ　ｍａｘとして更新しく５
Ｔ４５）、逆にｘ＞ｘｍａｘでない場合は５Ｔ４５をス
キップし、今度は検出脈波レベルＸと脈波最小値ｘｍｉ
ｎの大小関係を比較しく５７４６）　、ｘ＜ｘｍｉｎの
場合には、そのＸを新たな脈波レベル最小値ｘ　ｍｉｎ
として更新しく５Ｔ４７）、逆にＸ　＜　ｘｍｉｎでな
い場合は５Ｔ４７をスキップする。そして１．５秒タイ
マがタイムアツプしたか否かを判定しく５Ｔ４８）、タ
イムアツプしていない場合は、５Ｔ４３に戻り、１．５
秒タイマがタイムアンプするまで５Ｔ４３〜５Ｔ４Ｂの
処理を繰返す。そして１．５秒間における脈波レベルの
最大値ＸｍａＸと最小値ｘ　ｌｌ１ｉｎを求める。１．
５秒タイマがタイムアツプすると、続いて脈波レベルの
最大値ｘ　ＩＩＩａｘと最小値ｘ　ｗｉｎの差値ａを算
出しく５Ｔ４９）、この差値ａが所定の脈波最小値ａｍ
ｉｎより小さいか否かを判定する（ＳＴ５０）。

第５図のＡ−Ｂ点間のように、まだ脈波の基線が安定し
ていない場合は、判定Ｎｏで、５Ｔ１７を経て５Ｔ４１
に戻り、上記５Ｔ４１〜５Ｔ５０の処理を繰返し、１．
５秒毎の最大値ｘ　＋ｍａｘと最小値ｘ　ｗｉｎの差値
ａを算出し、この値が所定値ａ　ｍｉｎ以下になるか否
かにより、基線安定判別を続ける。

ａ＜ａｍｉｎとなると基線が安定した（第５図の０点以
降）と判別し、次の５Ｔ２１以降の測定処理に移る。

なお、カフの加圧不足の場合は、第６図に示すように、
微速排気に入ると基線が安定する前に本来の脈波変動が
現れるので、第４図の５Ｔ５０の判定は、時間が経過し
てもＹＥＳとならないことになる。従って、基線安定判
別処理を実行するとともに、不安定状態が一定時間以上
続くか否かを判定することにより、加圧不足も検出する
ことができる。

（へ）発明の効果この発明によれば、脈波レベルの基線が安定するまでは
、測定（脈波振幅検出及び血圧決定）を開始せず、カフ
の高速加圧で基線の変動が生じても、基線が安定するま
で待機して安定後に血圧決定処理に移るので、基線変動
の影響を受けることなく、正確な血圧測定を行うことが
できる。

また、基線安定判別出力を利用して、加圧不足の有無を
検出することができる。

【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、同権用電子血圧計の動作を説明するためのメイン
フロー図、第４図は、同メインフロー図の基線安定判別
処理ルーチンを詳細に示すフロー図、第５図は、同権用
電子血圧計の基線安定判別処理を説明するためのカフ圧
及び脈波レベルのタイムチャート、第６図は、同基線安
定判別処理を加圧不足処理に使用する場合を説明するた
めのカフ圧及び脈波レベルのタイムチャートである。１：カフ、　　　　２：空気圧系、３、：カフ圧センサ、４：脈波センサ、５：脈波振幅検
出手段、６：基線安定判別手段、７：血圧決定手段。特許出願人　　　　　　　　立石電機株式会社代理人　
　　　　弁理士　　中　村　茂　信第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被測定体の動脈を圧迫するためのカフと、このカ
フ内を加圧あるいは減圧する空気圧系と、カフの圧力を
検出するカフ圧センサと、前記カフの内面と被測定体間
に設けられる脈波センサを含み、前記カフの圧力変化過
程での脈波振幅を検出する脈波振幅検出手段と、動作開
始後、前記脈波センサの出力が安定したか否かを判別す
る基線安定判別手段と、この基線安定判別手段の安定判
別により作動を開始し、前記カフ圧と前記脈波振幅とか
ら血圧を決定する血圧決定手段とからなる電子血圧計。
（２）前記基線安定判別手段は、脈波センサ出力の変化
が所定時間毎に所定値以下になったか否かを判別するも
のである特許請求の範囲第１項記載の電子血圧計。