JPS6287128A

JPS6287128A - 指用電子血圧計

Info

Publication number: JPS6287128A
Application number: JP60229443A
Authority: JP
Inventors: 勉山沢
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1985-10-14
Filing date: 1985-10-14
Publication date: 1987-04-21
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPH06112B2

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、脈波センサで検出されるカフ圧と、脈波セ
ンサで検出される脈波成分から抽出される脈波振幅とに
基づいて血圧を決定する指用電子血圧計に関する。

（ロ）従来の技術電子血圧計には、加圧手段で指の周囲に装着されたカフ
を加圧し、その後の減圧過程で、脈波センサで検出され
る脈波成分より脈波振幅を得、この脈波振幅と圧力セン
サで検出されるカフ圧とに基づいて最高血圧・平均血圧
・最低血圧等の血圧を決定するものがある。この種の電
子血圧計において、血圧決定の具体的なアルゴリズムは
種々あるが、時間の経過と共にカフ圧及び脈波振幅が例
えば第６図に示すように変化するとすると、脈波振幅が
スレッショルド値ＴＨを越える点に対応するカフ圧を最
高血圧ｓｙｓとし、脈波振幅がピークである点に対応す
るカフ圧を平均血圧ＭＡＰとし、さらにこれら最高血圧
ＳＹＳ及び平均血圧ＭＡＰにより、（３ＭＡＰ−３ＹＳ
）／２の計算で、最低血圧ＤＩＡが算出される。

この電子血圧計において、平均血圧及び最低血圧を決定
するのに、脈波振幅のピーク点を抽出する必要がある。

従来は、上記脈波振幅として、時間順次に導出される脈
波の最大レベルと最小レベルの差値を得ていた。これら
を時間軸（カフ圧）に配列すると、第６図に示すように
なるものであった。また、脈波振幅のピーク点を検出す
るのに、脈波振幅の時間に対する変化が上昇から下降に
転じ、下降が所定回（例：３回）連続すると、そこでそ
れまでの脈波振幅の最大値をピーク値と特定していた。

（ハ）発明が解決しようとする問題点脈波振幅の分布が第６図のようなものとなると、上記し
た手法で脈波振幅のピーク点を抽出することは可能であ
る。しかしながら、この出願の発明者の実験により、指
用電子血圧計では、脈波振幅が被測定者の呼吸により、
その影響を受け、第７図に示すように変動が生じること
が発見された。

この呼吸による変動を無視して、従来のように、各脈波
毎の脈波振幅の分布に基づき、脈波振幅が上昇から下降
に転じ、下降が所定回連続すると、それまでの最大値を
ピークイーと特定すると、ピーク値点の誤判定を招き、
誤った測定結果を得るおそれがあるという問題があった
。

この発明は、上記に鑑み、呼吸による脈波振幅の変動を
除去し、脈波振幅のピーク点を正確に捉え、精度の高い
計測をなし得る指用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
指用電子血圧計は、第１図に概略構成を示すように、指
を圧迫するためのカフ圧と、このカフを加圧する加圧手
段２と、カフを減圧する減圧手段３と、前記カフの圧力
を検出する圧力センサ４と、前記カフに付設され、脈波
を検出する脈波センサ５と、この脈波センサで検出され
る脈波成分の脈波振幅を時間順次に抽出する脈波振幅抽
出手段６と、抽出された脈波振幅の移動平均を算出する
移動平均脈波振幅算出手段７と、この移動平均脈波振幅
算出手段で算出される移動平均脈波振幅と前記圧力セン
サの出力であるカフ圧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。

この指用電子血圧計では、脈波センサで検出される脈波
成分より、先ず脈波振幅抽出手段で各脈波毎の脈波振幅
を抽出し、さらに各脈波毎の脈波振幅の移動平均を移動
平均脈波振幅算出手段で算出する。そして、得られた移
動平均脈波振幅と圧力センサの出力であるカフ圧とによ
り、血圧決定がなされる。この場合、血圧決定に際し使
用される脈波振幅のピーク値は、移動平均脈波振幅に所
定の手法を適用して特定される。呼吸による脈波振幅の
変動は、脈波振幅の移動平均処理により、除去される。

（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のケース正面には、最高血圧・最低血圧・脈拍
数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１
７、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、指脈波を検出するための脈波セ
ンサが設けられており、この脈波センサと本体１１とを
結ぶ電気信号線及びカフゴム袋１９と本体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
スィッチ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、Ｃ
ＰＵ２０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、
ポンプのモータ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、パルプ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、半導体圧力センナ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、ＣＰＵ２０に取込まれるようになって
いる。

さらにまた、ＬＥＤ駆動回路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
、脈波センナが構成されている。

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、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゛、ＣＰ
Ｕ２０の制御のもと、血圧測定動作を実行する。

次に、第４図、第５図に示すフローチャートを参照し、
ＣＰＵ２０の機能及び指用電子血圧計の動作を説明する
。

く全体動作〉先ず、第４図のフローチャートを参照して、指用電子血
圧計の全体動作について説明する。

電源スィッチ１８ａがオンされると動作がスタートし、
表示器（ＬＣＤ）１４の全表示パターンが表示され〔ス
テップＳＴ（以下ＳＴという）１〕、その後、表示器１
４の全表示パターンが消灯され、表示器１４が正常に動
作しているか否かチェックされる。（Ｓｒ１）。続いて
、準備完了マーク（９）が表示器１４に表示される（Ｓ
ｒ３）。この準備完了マークを見た測定者は、測定準備
完了状態に達したことを知り、指、例えば左手の人差指
をカフゴム袋１９内に挿入し、スタートスイッチＩ７ａ
をオンする。このスタートスイッチ１７ａのオンにより
、Ｓｒ１の判定がＹＥＳとなり、続いて準備完了マーク
が消灯される（Ｓｒ５）。そして加圧処理に移る。

加圧処理は、具体的には、先ず発光素子３０をオンしく
５Ｔ６）、パルプ２４を閉じ（Ｓｒ７）、ポンプ駆動用
のモータ２２をオンする（Ｓｒ１）。

これにより、エアタンク２５を介してカフゴム袋１９が
加圧される。そして、加圧値設定器１５で設定される加
圧設定値に現在圧が達するまで加圧が′ｍ続され、カフ
圧が加圧設定値に達すると（Ｓｒ９）、モータ２２をオ
フしく５ＴＩＯ）、加圧を終了する。以後、カフゴム袋
１９の空気圧は、微速排気弁３７を通して徐々に排気さ
れ、測定処理に入る。

測定処理に入ると、先ず、脈波の安定チェックを行った
（ＳＴＩＩ）後、脈波振幅が所定のスレッショルド値を
越える点を抽出し〔別の処理で、脈波センサより出力さ
れる各脈波成分の脈波振幅が、それぞれ抽出される（脈
波振幅抽出手段）〕、対応するカフ圧を最高血圧と決定
する（ＳＴ１２）。

次に、５Ｔ１３で脈波振幅（この脈波振幅は、移動平均
脈波振幅）を順次チェックし、脈波振幅のピーク点を抽
出し、対応するカフ圧を平均血圧とするとともに、最低
血圧＝（３×平均血圧−最高血圧）／２を算出し、最低
血圧を計算する（血圧決定手段）。この処理は、この発
明にとって重要なので、後に詳述する。

測定が終了すると、モータ２２がオフされ（ＳＴ１４）
、パルプ２４が開かれ（ＳＴ１５）、カフゴム袋１９は
急速排気される。現在カフ圧が２Ｏｎ＋ｍ１１ｇ以下と
なると（ＳＴ１６）、発光素子３０の発光を停止しくＳ
ＴＩ　７）　、再びＳｒ３に戻り、次の測定を待機する
ことになる。

〈平均血圧決定、最低血圧計算〉次に、上記５Ｔ１３の平均血圧決定及び最低血圧計算の
詳細を、第５図のフローチャートを参照して説明する。

動作が第４図で示ず５Ｔ１３の処理に入ると、先ずＳｒ
１１でＡＭＰ−ｓｘ　、　Ｃｕｆｆ−ｙを０にし、Ａ　
Ｍ　Ｐ　−ｃを２とする。ここでＡＭＰ−■は、５個の
脈波振幅の移動平均を求めるための記憶領域で、５個の
脈波振幅の総和を記憶するための領域であり、Ｃｕｆｆ
−、は、後に脈波振幅のピーク点から１Ｏｎ＋ｍｆ１ｇ
低いカフ圧を記憶するための領域である。

また、Ａ　Ｍ　Ｐ　−ｃは、例えば連続して脈波振幅が
降下する場合の所定値をカウントするためのカウンタで
ある。

５Ｔ２１に続いて、タイマＴ−，に１．５秒がセットさ
れる（Ｓｒ２２）。このタイマＴ−，の１．５秒は、あ
る脈波から次の脈波までに１．５秒以上が経過すると、
間隔があきすぎということで、エラーと判断するための
ものである。

次に、Ａ　Ｍ　Ｐ−ｓｘがＡ　Ｍ　Ｐ　−ｒ　＋　Ａ　
Ｍ　Ｐ　−ｚ　＋　Ａ　ＭＰ　”’　３　＋　Ａ　Ｍ　
Ｐ　−４＋　Ａ　Ｍ　Ｐ　−５以上であるか否か判定す
る（Ｓｒ２３）。この判定は、５個の脈波振幅が総和さ
れたものと、すでにＡＭＰ−，４Ｘに記憶されている脈
波振幅の大小関係を比較している。ここでＡＭＰ−いＡ
　Ｍ　Ｐ　−ｚ、Ａ　Ｍ　Ｐ　−：Ｉ、Ａ　Ｍ　Ｐ　−
４、ＡＭＰ−ｓは、現時点より新しい順の５個の脈波振
幅を記憶するための領域である。現時点より前の５個分
の脈波振幅データより移動平均を求めるには、Ａ　Ｍ　
Ｐ　−ｒ　＋　Ａ　Ｍ　Ｐ　−ｚ＋・・・・・・＋ＡＭ
Ｐ−，をさらに５で割ることになるが、ＡＭＰ−ＭＸＯ
方も５で割ることになるので、比較判断は、双方を５で
割ることを省略している。当初はＡＭＰ−ＭｘはＯであ
り、またＡＭＰ−、＋・・・・・・＋ＡＭＰ−５もＯで
あるので、判定はＹＥＳであり、次に５Ｔ２４に移り、
今回のＡＭＰ−、＋・・・・・・＋ＡＭＰ−ｓをＡ　Ｍ
　Ｐ−ｓｘに記憶し、さらに第３番目のカフ圧ＣｕｆＣ
ｕｆｆ−３（ＡいＡＭＰ−２、・・・・・・、Ａ　Ｍ　
Ｐ　−ｓに対応して、対応するカフ圧もＣｕｆｆ−＋、
Ｃｕｆｆ−ｚ、Ｃｕｆｆ−＊、　Ｃｕｆｆ−ａ。

Ｃｕｆｆ−５に記憶している。またＣｕｆｆ−ｏに、Ｃ
ｕｆｆ−、に続く現脈波振幅検出時のカフ圧を記憶して
いる）を平均血圧ＭＡＰに記憶し、さらにＣｕｆｆ−７
に現脈波検出時のカフ圧Ｃｕｆｆ−０からｌＱｍｍＨｇ
を減じたカフ圧を記憶する。このカフ圧は、ピーク時点
から１０ｍｍＨｇ低い点のカフ圧である。また、ＡＭｐ
−ｃに２を記憶する。

次に５Ｔ２５に移り、シンボル９を表示し、ピーという
ブザー音を２００ミリ秒間鳴らし、最低血圧表示部に現
時点のカフ圧Ｃｕｆｆ−０を表示する。

続いて、クリアスイッチ１６ａがオンされているか否か
判定する（Ｓｒ２６）。通常、クリアスイッチ１６ａが
オンされていない場合は、この判定はＮｏであり、さら
にタイマブザーＴ−１ｌＬＩ２がＯか否か判定される（
Ｓｒ２７）。２００ミリ秒に設定されたタイマブザーが
タイムアツプしていない時は、ここで２００ミリ秒間待
機し、タイマブザーがタイムアツプすると、続いてシン
ボル９を消灯しく５Ｔ２８）、現在カフ圧Ｃｕｆｆ−ｐ
が２０ｍａ＋１１ｇより以下か否か判定しく５Ｔ２９）
、さらにタイマＴ−Ｉがタイムアツプして０となってい
るか否かを判定する（Ｓｒ３０）。この時点でカフ圧が
２０　ｍｍ１１ｇになるか、タイマＴ−，がタイムアツ
プし、１．５秒間脈波が到来しない場合はエラーである
とし、５Ｔ４３に移り、Ｈ，をＯにするとともに、Ｅｒ
表示を行い、ピーという音を２秒間発音し、エラーであ
ることを報知し、５Ｔ１４に移って排気処理に入る。

一方、５Ｔ２９でカフ圧Ｃｕｆｆ−ｐが２Ｑｍｍｔ１ｇ
以下でなく、タイマＴ−１も０となっていない場合、つ
まり１．５秒が経過していない状態で、なおりリアスイ
ッチ１６ａがオンされず（Ｓｒ３１）　、さ・らにＡＭ
Ｐイ（脈波フラグ）がＯの場合には（Ｓ７３２）　、Ａ
ＭＰ−Ｆが１となるまで、つまり別の割込処理で進行す
る脈波のチェックによりＡＭＰ−Ｆが１となるまで、５
Ｔ２９〜５Ｔ３２の処理が繰返される。２０ｍｍＨｇ以
下になるまでにさらにタイマＴ−，がタイムアツプせず
、１．５秒内にＡＭＰイが１となると、すなわち脈波振
幅が検出されると、５Ｔ３３でＡＭＰ−ＦをＯとした後
、（Ｈｇ　＋　（１５０−Ｔ−、）　）　／２を新たな
Ｈｌｌとして、脈拍数検出のための処理を行い、５Ｔ２
２に戻る。

尚、５Ｔ２９〜５Ｔ３２の処理が繰返されている段階で
、クリアスイッチ１６ａがオンされると、５Ｔ３１の判
定がＹＥＳとなり、記憶領域Ｈ３を０にすると共に、最
高血圧表示部を全消灯しく５７４２）、さらにピーとい
うブザー音を１秒間鳴らして（Ｓｒ４１）、第４図の５
Ｔ１４に飛び、排気処理に入る。

前回よりも今回検出の脈波振幅の方が大きい間は、５Ｔ
２３の判定がＹＥＳとなり、上記した処理が進行するが
、脈波振幅がピーク点を過ぎて下降に入ると、５Ｔ２３
の判定がＮＯとなり、続いてＡＭＰ−０から１が減じら
れて、新たなＡＭＰ−０にストアされる（Ｓｒ３４）。

すでにＡ　Ｍ　Ｐ　−ｃには２が設定されているので、
この回はＡＭＰ−ｃに１が記憶されることになる。従っ
て、Ｓｒ１５でのＡＭＰ−ｃ≧０か”の判定はＹＥＳと
なり、５Ｔ２５に飛び、前回と同様の処理が進行する。

次の段階で下降しはじめて、２回目の脈波振幅が得られ
ると、５Ｔ２３の判定はやはりＮｏとなり、Ｓｒ１４で
ＡＭＰ−ｃ−１の処理がなされ、再び新たなＡＭＰ−Ｃ
が記憶される。この時点では、Ａ　Ｍ　Ｐ−ｃが１であ
るので、新たに記憶されるＡＭＰ−ｃは０となり、５Ｔ
３５の判定はやはりＹＥＳであり、５Ｔ２５に飛び、前
回、前々回と同様に、５Ｔ２５〜ＳＴ３３までの一連の
処理が続けられることになる。そして再び５Ｔ２２に戻
り、５Ｔ２３で下降しはじめてから、第３番目の移動平
均値もやはりＮＯとなり、この場合、Ｓｒ１４では−１
がＡＭＰ−Ｃにカウントされることになるので、５Ｔ３
５の判定はＮｏとなり、この３回目ではじめて５Ｔ３６
に移り、ここでさらに”　Ｃｕｆｆ−０≧Ｃｕｆｆ−７
か”の判定がなされ、現時点のカフ圧Ｃｕｆｆ−０がピ
ーク点のカフ圧より１０ｍｍｆ（ｇ低く設定したＣｕｆ
ｆ−ｙより大きいか否か判定する。現在脈波検出時のカ
フ圧Ｃｕｆｆ−０の方が大きい場合は、それまでの脈波
振幅の最大値をまだピーク値と決定せず、５Ｔ２５に移
り、前回と同様の処理を行う。例えば、脈波周期が非常
に速く、３回の脈波検出がいずれも下降の傾向になると
いえども、カフ圧がほとんど下降しない状況下において
は、真のピーク点と断定するのには危険があり、このよ
うな処理をすることになる。

しかし、５Ｔ３６でＣｕｆｆ−ｏがＣｕｆｆ−ｙよりも
小さくなると、３回の脈波振幅検出でカフ圧自体もかな
り降下していることを意味し、５Ｔ３６の判定Ｎｏに続
いて、５Ｔ３７でその時点での、それまでの脈波振幅の
ピーク値に対応するカフ圧を平均血圧ＭＡＰと決定し、
この平均血圧ＭＡＰと最高血圧ｓｙｓとから、最低血圧
ＣＩＡを次式より計算する。

そして、この最低血圧ＤＩＡを最低血圧表示部に表示す
る（Ｓｒ３７）。

その後、６０００をＨ３で割ったものをＨ，にストアし
く５Ｔ３８）、このＨ８が２００以上か（Ｓｒ３９）、
あるいは４０以下か（Ｓｒ４０）をチェックし、いずれ
かの判）１テう＜ＹＥＳの場合にはｘラ−処理（Ｓｒ４
３）するが、Ｈ６が２００未満、４０以上の場合には、
脈拍数が正常範囲ということで、ピーという１妙音を出
して（Ｓｒ４１）　、ＳＴＩ　４に移り、排気処理する
。

（へ）発明の効果この発明によれば、脈波振幅とカフ圧とに基づいて血圧
決定を行うのに、移動平均脈波振幅を算出し、この移動
平均脈波振幅に対し、ピーク値検出処理を行うものであ
るから、たとえ呼吸により、各脈波の脈波振幅が変動し
ても、移動平均により、その変動が緩和されるので、正
しいピーク値を特定することが出来、精度の高い血圧測
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外観斜視図、第３
図は、同格用電子血圧計の回路ブロック図、第４図は、
同格用電子血圧計の動作を説明するための全体フローチ
ャート、第５図は、同全体フローの平均血圧決定及び最
低血圧計算ルーチンをさらに詳細に示すフロー・チャー
ト、第６図は、カフ圧変化と脈波振幅変化を示す図、第
７図は、呼吸による脈波振幅変動を説明するための図で
ある。１：カフ、　　　　　２：加圧手段、３：に圧平段、　　　４：圧力センサ、５：脈波センサ
、　６：脈波振幅抽出手段、７：移動平均脈波振幅算出
手段、８：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６区第７図手続ネＴＩＴ正１（（自発）１．事件の表示昭和６０年特許願第２２９４４３号２、発明の名称指用電子血圧計３、補正をする者事件との関係　特許出願人住所　　京都市右京区花園土堂町１０番地名称　　（２
９４）立石電機株式会社代表者　立石孝雄４、代理人　　■６００住所　　京都市下京区五条通大宮東入ル柿本町６、補正
の対象　　　　　　　　　　　　　°−へ一画面・つ　　３Ｃハ、ｌ−” ７．１ｉｌｉ正の内容図面の第２図を別紙の通り補正する。８、添付書類の目録（【）図面Ｃ第２図〕　　　　　　　　　　　１通以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）指を圧迫するためのカフと、このカフを加圧する
加圧手段と、カフを減圧する減圧手段と、前記カフの圧
力を検出する圧力センサと、前記カフに付設され、脈波
を検出する脈波センサと、この脈波センサで検出される
脈波成分の脈波振幅を時間順次に抽出する脈波振幅抽出
手段と、抽出された脈波振幅の移動平均を算出する移動
平均脈波振幅算出手段と、この移動平均脈波振幅算出手
段で算出される移動平均脈波振幅と前記圧力センサの出
力であるカフ圧とにより血圧を決定する血圧決定手段と
を備えてなる指用電子血圧計。