JPS6287131A - 電子血圧計 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、圧力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
がスレッシッルド値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
圧及び平均血圧より（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、この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 上記従来技術のように、脈波振幅の下降が所定回連続す
ることによりピーク点を特定するものは、脈波周期が人
によらず一定であれば問題ないが、しかし実際には、脈
波周期は人によって大きく相違し、例えば脈拍数の早い
人の場合、脈波振幅が連続して３回下降したとしても、
その期間は短いものであり、何らかの理由で局部的に脈
波振幅の上昇から下降への変化が生じた場合、これをピ
ーク点と決定してしまい、測定誤差を招来するおそれが
あった。

この発明は、上記に鑑み、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図に概略構成を示すように、血管を
圧迫するためのカフェと、このカフの圧力を検出する圧
力センサ２と、血管より脈波成分を検出する脈波センサ
３と、検出された各脈波成分の脈波振幅を抽出する脈波
振幅抽出手段４と、カフ圧と脈波振幅とに基づいて血圧
を決定する血圧決定手段５とを含むものにおいて、脈波
振幅が連続して所定回下降していることを判別する脈波
振幅下降判別手段６と、脈波振幅が下降を開始してから
のカフ圧変化を検出するカフ圧変化検出手段７と、この
カフ圧変化が所定値以上であることを判別するカフ圧下
降判別手段８とを備え、脈波振幅下降判別手段とカフ圧
下降判別手段の再判別出力を条件に、脈波振幅のピーク
を特定するようにしている。

この電子血圧計では、脈波振幅が上昇から下降に転じ、
所定回連続して脈波振幅の下降が続いたか否か判別され
、所定回連続して下降が判別されると、その時点でカフ
圧も所定値降下したか否か判別され、降下していると判
別されると、ここでそれまでの脈波振幅の最大値がピー
ク値と特定される。従って、脈波振幅の下降が所定回連
続しても、カフ圧の降下分が所定値より小さい場合には
、脈波振幅のピークを特定せずに、さらにピーク値捜索
の処理を続けることになる。

（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針の外観
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・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１５ａ１ク
リアスイツチ１６ａ１スタートスイツチ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２Ｇ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、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、ＣＰＵ
２０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シ、
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（Ｓｒ
３）。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１７ａを
オンする。このスタートスイッチ１７ａのオンにより、
Ｓｒ４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）、バルブ２４を閉じ（ＳＴ？）、ポンプ駆動用
のモータ２２をオンする（Ｓｒ８）、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、加圧が継続され、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。以凌、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
れらの処理は、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）
、バルブ２４が開かれ（ＳＴ１５）、カフゴム袋１９の
圧力は急速排気される。現在カフ圧が２０ｍｍＨｇ以下
となると（ＳＴ１６）、発光素子３０の発光を停止しく
ＳＴＩ　７）　、再びＳｒ３に戻り、次の測定を待機す
ることになる。

く平均血圧決定、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図で示す５Ｔ１３の処理に入ると、先ず５
Ｔ２１でＡＭＰ−ＭＸ　、Ｃｕｆｆ−アを０にし、ＡＭ
Ｐ−Ｃを２とする。ここでＡＭＰ−ＭＸ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−ｔ
は、後に脈波振幅のピーク点からｌＱ　ｍｍ）Ｉｇ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。

Ｓｒ２１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、ＡＭＰ−ｏｘがＡ　Ｍ　Ｐ　−＋　＋　Ａ　Ｍ　
Ｐ　−ｔ　＋　Ａ　ＭＰ　−３＋　Ａ　Ｍ　Ｐ　−４＋
　Ａ　Ｍ　Ｐ　−ｓ以上であるか否か判定する（Ｓｒ２
３）。この判定は、５個の脈波振幅が総和されたものと
、すてにＡ　Ｍ　Ｐ−ＭＸに記憶されている脈波振幅と
の大小関係を比較している。

ここでＡＭＰ−、、Ａ　Ｍ　Ｐ　−ｚ、Ａ　Ｍ　Ｐ　−
３、ＡＭＰ−、、ＡＭＰ−５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、ＡＭＰ−１＋・・・・・・＋ＡＭＰ−５をさらに５
で割ることになるが、Ａ　Ｍ　Ｐ−ＮＸの方も５で割ら
なければ比較判断は同じなので、５で割ることは省略し
ている。当初はＡ　Ｍ　Ｐ−ｓｘはＯであり、またＡＭ
Ｐ−、＋・・・・・・＋Ａ　Ｍ　Ｐ　−ｓもＯであるの
で、判定はＹＥＳであり、次に５Ｔ２４に移り、今回の
Ａ　Ｍ　Ｐ　−＋＋・・・・・・＋ＡＭＰ−ｓをＡ　Ｍ
　Ｐ−ｓｘに記憶し、さらに第３番目のカフ圧Ｃｕｆｆ
−３（Ａ　Ｍ　Ｐ−＋、Ａ　Ｍ　Ｐ　−２、・・・・・
・Ａ　Ｍ　Ｐ　−ｓに対応して、対応するカフ圧もＣｕ
ｆｆ−１Ｃｕｆｆ−ｚ、　Ｃｕｆｆ−１、Ｃｕ　ｆ　ｆ
　−４、Ｃｕｆｆ−５に記憶している。またＣｕｆｆ−
０に、Ｃｕｆｆ−＋に続く現脈波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ｌＱｍｍ
Ｈｇを減じたカフ圧を記憶する。これは、ピーク時点か
らｌＱｍｍｔｌｇ低い点のカフ圧であり、一定のカフ圧
降下の判定に使用される。また、ＡＭＰ−０に２を記憶
する。

次に５Ｔ２５に移り、シンボル９を表示し、ビーという
ブザーを２００ミリ秒間鳴らし、最低血圧表示部に現脈
波検出時のカフ圧Ｃｕｆｆ−０を表示する。続いて、ク
リアスイッチ１６ａがオンされている否か判定する（Ｓ
ｒ２６）。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−ｉｕｚが０か否か判定される（Ｓｒ２７）、２Ｑ
（ｌ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−ｒが２Ｑ　ｍｍＨ
ｇより以下か否か判定しく５Ｔ２９）、さらにタイマＴ
−，がタイムアツプしてＯとなっているか否か判定する
（Ｓｒ３０）。この時点でカフ圧が２０ｍｍＨｇ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！ｌ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、５Ｔ
１４に移って排気処理に入る。

一方、５Ｔ２９でカフ圧Ｃｕ　ｆ　ｆ　−ｒが２Ｑｍｍ
ｌ１ｇ以下でなく、タイマＴ−ＩもＯ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Ａ
ＭＰイ（脈波フラグ）がＯの場合には（Ｓｒ１２）　、
ＡＭＰイが１となるまで、つまり別の割込処理で進行す
る脈波のチェー）りによりＡＭＰイが１となるまで、５
Ｔ２９〜５Ｔ３２の処理が繰返さる。２０ｍｍ１１ｇ以
下になるまでにさらにタイマＴ−，がタイムアツプせず
、１６５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イをＯとした後、
（Ｈｔ＋＋（１５０−Ｔ−１））　／２を新たなＨ，と
じて、脈拍数検出のための処理を行い、５Ｔ２２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Ｈ，を０にすると共に、最
高血圧表示部を全消灯しく５Ｔ４２）、さらにビーとい
うブザー音を１秒間鳴らして（Ｓ’Ｔ’４１）、第４図
の５Ｔ１４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とてり、続いてＡＭＰイから１が減じられ
て、新たなＡＭＰ−ｃにストアされる（ＳＴ３４）。す
でにＡＭＰ−ｃには２が設定されているので、この回は
Ａ　Ｍ　Ｐ　−ｃに１が記憶されることになる。従って
、５Ｔ３５での“ＡＭＰイ≧Ｏか”の判定がＹＥＳとな
り、５７２５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、５Ｔ３４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ＡＭＰイが１であるので
、新たに記憶されるＡＭＰイは０となり、５Ｔ３５の判
定はやはりＹＥＳであり、５Ｔ２５に飛び、前回・前々
回と同様に、５Ｔ２５〜５Ｔ３３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、５Ｔ
２３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、５Ｔ３４では−１がＡＭＰ−
０にカウントされることになるので、５Ｔ３５の判定は
ＮＯとなり（脈波振幅下降判別手段）、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Ｃｕ
ｆｆ−０がピーク点のカフ圧よりｌＱｍｍｌｌｇ低く設
定したカフ圧Ｃｕｆｆ−ｔより大きいか否か判定する（
カフ圧降下判別手段）。

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して
設定せず、Ｓ　Ｔ　２．５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あるといえども、カフ圧がほと
んど下降しない状況下においては、真のピーク点と判断
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Ｃｕ　ｆ　ｆ　−ａ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ＤＩＡ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（ＳＴ３７）。

その後、６．０．０　：ＤをＨｌｌで割ったものをＨ，
にストアしく３７３ｇ）、このＨ，１１が２０ｆ１以上
か（ＳＴ、３９）、あるいは４０以下か（Ｓ７４ｆｌ）
をチェックし、いずれかの判定がＹＥＳの場合比はエラ
ー処理（ＳＴ４３）するが、Ｈ３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、ビー
という１妙音を出して（ＳＴ４１）、５Ｔ１４に移り、
排気処理する。

（へ）発明の効果 この発明によれば、脈波振幅のピーク値を検出するのに
、脈波振幅の変化が連続して所定回降下している点と、
カフ圧の変化が所定値以上であることの条件をパラメー
タとして、これら条件を充足すると、はじめて脈波振幅
の上昇から下降に転じた点でピーク値とし、これに基づ
いて血圧決定を行うものであるから、例えば、かなりカ
フ圧が高い時点で、アーチファクトにより局部変化が生
じるようなことがあっても、これを検出して測定・を誤
るといった不具合を回避することができる。

従って、精度の良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−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である
。 １：カフ、　　　　　２：圧力センサ、３：脈波センサ
、　４：脈波振幅抽出手段、５：血圧決定手段、 ６：脈波振幅下降判別手段、 ７：カフ圧変化検出手段、 ８：カフ圧下降判別手段。 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 手続ネ甫正書（自発） 昭和６１年　２月　１日 １、事件の表示 昭和６０年特許願第２２９４４２号 ２、発明の名称 電子血圧計 ３、補正をする者 代表者　立石孝雄 ５、補正命令の日付 自発補正 一一＼、 ６、補正の対象　　　　　　　　　　　１．、。 ％Ｘ　　、ｔ；ｊ’＋ ７、補正の内容 図面の第２図を別紙の通り補正する。 ８、添付書類の目録 （１）図面〔第２図〕　　　　　　　　　　１通以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）血管を圧迫するためのカフと、このカフの圧力を
   検出する圧力センサと、血管より脈波成分を検出する脈
   波センサと、検出された各脈波成分の脈波振幅を抽出す
   る脈波振幅抽出手段と、カフ圧と脈波振幅とに基づいて
   血圧を決定する血圧決定手段とを含む電子血圧計におい
   て、 脈波振幅が連続して所定回下降していることを判別する
   脈波振幅下降判別手段と、脈波振幅が下降を開始してか
   らのカフ圧変化を検出するカフ圧変化検出手段と、この
   カフ圧変化が所定値以上であることを判別するカフ圧下
   降判別手段とを備え、前記脈波振幅下降判別手段とカフ
   圧下降判別手段の両判別出力を条件に、脈波振幅のピー
   クを特定するようにした電子血圧計。