JPH084574B2

JPH084574B2 - 電子血圧計

Info

Publication number: JPH084574B2
Application number: JP62116435A
Authority: JP
Inventors: 諭上野
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1996-01-24
Anticipated expiration: 2011-01-24
Also published as: JPH0191835A; US4870973A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、電子血圧計であって、血圧測定中、簡易
にアーチファクト（腕動或いは体動）と称する異常を検
出し、精確な血圧測定を実行し得る電子血圧計に関す
る。

（ロ）従来の技術電子血圧計（例：振動法式電子血圧計）は、カフを加
圧した後、微速排気の段階でカフ圧信号の直流分を検出
し、このカフ圧信号中に含まれる脈波成分を抽出する。
この脈波成分の例えば一拍毎の最大振幅を求め、この最
大脈幅をパラメータとして時系列（或いはカフ圧系列）
に配列して包絡線を得る。そして、この包絡線と上記カ
フ圧直流分から血圧値を決定する。血圧決定のアルゴリ
ズムは、例えばパラメータ（包絡線）の最大値点に対応
するカフ圧を平均血圧、最大値点の50％に相当するパラ
メータに対応する高圧側のカフ圧を最高血圧とし、最大
値点の70％に相当するパラメータに対応する低圧側のカ
フ圧を最低血圧と決定している。

ところで、振動法式電子血圧計において、圧力センサ
が、例えば上腕に対し正常位置にあり、且つこの正常位
置が保持されている場合は、正常なパラメータ（カフ圧
変化に対応する正常なパラメータ分布）が得られるが、
測定中に腕動、或いは体動等のアーチファクト（人工産
物）が生じると、パラメータ分布が異常となり（第５図
参照）、正常時のアルゴリズムを適用して血圧を決定し
得ず、測定結果に大きな誤差を生じることとなる。

そこで本出願人は、以前、測定中に生ずるアーチファ
クト（腕動・体動）を検出し、精確な測定結果の得られ
る電子血圧計を提案した（特開昭61−196936号公報）。

この電子血圧計は、脈波パラメータ抽出手段により得
た今回のパラメータ値と、１回前のパラメータ値とを比
較し、今回のパラメータ値の方が大きいか否かを判定す
る第１の判別手段と、今回のパラメータ値と１回前のパ
ラメータ値の差値を算出する第１の差値演算手段と、前
記第１の差値が所定値以上であるか否かを判別する第２
の判別手段と、１回前のパラメータ値と２回前のパラメ
ータ値の差値を算出する第２の差値演算手段と、前記第
１の差値が前記第２の差値より相当量以上大きいか否か
を判別する第３の判別手段とを備え、前記第１、第２及
び第３の判別手段の出力がいずれも肯定である場合に、
今回パラメータ値を異常と決定する方式である。

この方式によれば、第１の演算手段で得た差値が第２
の判別手段で所定値以上と判定された場合、パラメータ
値の上昇率が大であり、今回のパラメータ値の異常性を
推量できる。更に、第２の差値演算手段により算出され
た差値が、第３の判別手段により相当量大であると判定
された場合は、パラメータ値が今回、更に急上昇したこ
とを意味し、パラメータが異常、つまり今回のパラメー
タ値がアーチファクト（体動・腕動）によるものと判定
される。これにより、血圧測定不能或いは再測定の必要
が検出される。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記、本願出願人が提案した前記アーチファクト検出
方式は、数個の脈波振幅値もしくは脈波パラメータ値の
大きさの比較によって異常を検出するものである。従っ
て、この方式では数個の振幅列が比較される状態になら
ないと、異常（腕動・体動）を検出できず、速応性に欠
ける不利がある。また、この比較アルゴリズムが複雑で
あるため、体動検出に時間がかかり過ぎる許かりでな
く、これらの機能を含めて他の諸機能を計器に組込む場
合は大型化し、製品コストアップとなる等の不利があ
る。更に、所定値と振幅値とを比較する方式では、画一
的な所定値が被測定者によって適切でない場合があり、
被測定者によっては体動（腕動）を検出し得ない場合が
ある等の欠点のあることが判明した。

この発明は、簡易且つ迅速にアーチファクトが検出し
得る小型化を達成した電子血圧計を提供することを目的
とする。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この目的を達成させるために、この発明の電子血圧計
は、次のような構成としている。

電子血圧計は、カフと、カフを加圧する加圧手段と、
カフ内圧力を減圧する減圧手段と、前記カフ内の流体圧
を検出する圧力検出手段と、加圧あるいは減圧の過程
で、血管情報を検出する血管情報検出手段と、この血管
情報検出手段の出力信号及び前記圧力検出手段の出力信
号に基づいて最高血圧値及び最低血圧値を決定する血圧
値決定手段とから成る電子血圧計にあって、脈波成分検
出手段と、この脈波成分検出手段により検出された脈波
データの基準線の一方側の継続時間を計測する時間計測
手段と、この時間計測手段により計測された時間が所定
値以上か否かを判別し、所定値以上であるときその計測
時間の起点より後にアーチファクトが生じたと決定する
異常決定手段とを特徴的に備えている。

このような構成を有する電子血圧計では、脈波成分検
出手段により例えば10msec毎に脈波データが抽出され、
この１拍毎の脈波データの非負時間が計測される。そし
て、この脈波データの非負時間が所定値（1.5秒）以上
か否かが判別され、非負時間が1.5秒以上である時、ア
ーチファクト（体動・腕動）であると認識する。つま
り、脈波データはあるスレッショルドレベル（基準線）
に対し上昇過程で交叉する点（区切点）毎に、１拍の脈
波データが検出されるものであり、脈波データの基準線
を越える正の時間（非負時間）は、心拍数によって決ま
る。心拍数は被測定者によって異なるが、一般的には60
乃至80程度であるから、体動を決定する所定値（非負時
間と比較する所定値）を、通常はあり得ない1.5秒（こ
の場合、心拍数は40となる）に設定されている。従っ
て、脈波データの非負時間（基準線を越える正の時間）
が1.5秒以上である時、異常、つまり体動があったと認
識し得る。

（ホ）実施例第４図は、この発明に係る電子血圧計の空気系及び回
路構成例を示すブロック図である。

カフ１には、チューブ２を介して加圧ポンプ（加圧手
段）４、排気弁（排気手段）３及び圧力センサ（圧力検
出手段）５が接続されている。

排気弁３は、急速排気弁と微速排気弁の２種類の弁よ
り構成されている。また、圧力センサ５には、例えばひ
ずみゲージを使用したダイヤフラム式圧力変換器等が使
用されている。前記加圧ポンプ４と排気弁３は、後述す
るMPU（マイクロプロセッサユニット）９によって制御
される。

圧力センサ５の出力信号（アナログ量）は、増幅器６
で増幅され、A/D変換器７によりデジタル値に変換され
る。MPU9は、A/D変換器７によりデジタル値に変換され
た圧力センサ５の出力信号を一定周期で取込む。また、
圧力センサ５の出力信号は増幅器６を介してバンドパス
フィルタ８に通され、バンドパスフィルタ８ではカフ圧
信号上に現れる脈波成分を抽出し、この脈波信号（脈波
成分）をMPU9が取込む。

更に、カフ１に備えるＫ音センサ（マイクロフォン）
10は、Ｋ音（コロトコフ音）信号を出力し、このＫ音信
号は増幅器11によって増幅され、バンドパスフィルタ12
によりノイズが除去された後、コロトコフ音判別器13を
通ってMPU9に取込まれる。

上記MPU9は、Ｋ音信号とカフ圧値から最低血圧値、最
高血圧値を決定する機能を有する。

また、MPU9には、第３図の要部ブロック図で示すよう
に、脈波検出器（バンドパスフィルタ８）21で得られた
脈波データの非負時間を計測する計測機能（脈波非負時
間計時タイマ22）、及びこの計測時間を所定値と比較す
るための腕動判定用時間設定手段、つまり所定値設定手
段23、実施例では所定値を1.5秒に設定し、計測された
非負時間（正の時間）と所定値1.5秒を比較する（比較
手段24）機能を有し、非負時間が1.5秒以上である時
に、異常（体動・腕動）であると決定する機能を有す
る。この所定値（1.5秒）は、心拍数40に該当し、正常
な測定者にはあまり得ないことである事に起因して設定
されている。つまり、１拍の脈波データの正の時間が1.
5秒を越えるということは、被測定者の心拍数が40以下
であるということとなり、通常は有り得ないため、この
場合、異常（体動・腕動）であると認識する。

更に、このMPU9はカフ１を目標加圧設定値まで加圧す
る加圧値設定器14を制御すると共に、最高血圧値及び最
低血圧値を表示器15に表示させる機能を有する。

第６図は、実施例電子血圧計の全体動作を説明する制
御フロー図である。

図示外の測定開始キーが押されて動作が開始すると、
MPU9からの指令信号により加圧ポンプ４が駆動し、カフ
１の加圧が開始され〔ステップ（以下「ST」という）
１〕、加圧設定器14により加圧設定値まで加圧される。
カフが加圧設定値まで加圧されると、ステップ２（カフ
圧が設定カフ圧より大）の判定がYESとなり、加圧ポン
プ４が停止し、加圧が終了する（ST3）。この後、MPU9
の指令信号により排気弁３が微速排気を開始する（ST
4）。次いで、３秒タイマ（タイマ１）がスタートし（S
T5）、脈波信号をA/D変換器７によりデジタル化し、記
憶領域に記憶させ脈波信号処理を実行する（ST6）。こ
のST6の脈波信号処理は３秒間続けられる（ST7）。この
後、カフ加圧不足か否かが判定され（ST8）、つまりカ
フ加圧が最高血圧値を求めるに不充分な状態であるか否
かが判定され、仮に加圧不足であればST8の判定がYESと
なり、再加圧目標値を算出し（ST9）、この再加圧目標
値に基づいて再加圧をスタートさせる（ST10）。そし
て、カフ１が再加圧目標値まで加圧された時、ST11（カ
フ圧が再加圧目標値より大）の判定がYESとなり、カフ
加圧を停止し（ST12）、微速排気に移行し上記ST8がNO
である場合と同様に、以下の血圧測定に移る。

実施例では、Ｋ音法による血圧測定の例を示してい
る。ST13では、Ｋ音が検出されたか否かを判定してお
り、Ｋ音が検出された時、ST13の判定がYESとなり、こ
の時点のカフ圧が最高血圧値と決定される（ST14）。以
後、Ｋ音が消失するまで、Ｋ音検出状態が続き、この
間、ST15（Ｋ音は検出されているか）の判定がYESとな
り、例えば３秒タイマ２がスタートする（ST16）。そし
て、その都度、検出されるＫ音に対応するカフ圧を仮に
最低血圧値と擬制して記憶する（ST17）。この処理がＫ
音消失まで３秒毎に続行される。

今、Ｋ音が消失したとすると、ST15の判定がNOとな
り、続いてタイマ２がタイムアップしたか否かが判定さ
れ（ST18）、３秒タイマがタイムアップしたとすると、
ST18の判定がYESとなり、Ｋ音消失時点に記憶されたカ
フ圧を最低血圧値と決定し、最高血圧値、最低血圧値を
表示器15に表示する（ST19）。その後、排気弁３を開放
し、カフ１を急速排気して（ST20）、測定を終了する。

上記メインルーチンを実施中、第２図（フロー図）の
割込み動作が実行される。

メインルーチンの実施中に、10msec毎に以下の割込み
が発生するように、MPU9が設定されている。つまり、10
msec毎に脈波の抽出及び脈波のA/D変換を行い（ST2
1）、後述する体動検出処理を実施する（ST22）。そし
て、この体動検出処理後に、つまり割込みの発生した時
点のメインルーチンに復帰し、血圧測定ルーチンを続行
する。

第１図は、アーチファクト（体動・腕動）を検出する
ための具体的な処理動作を示す要部フローである。

10msec毎に抽出された脈波信号（脈波データ）が、ST
30において正か否か（非負か否か）が判定される。つま
り、１拍の脈波データがスレッショルドレベルと交叉
し、この交叉点（区切点）から上昇過程にあるか否かが
判定される（ST30）。そして、仮に、脈波信号が正の状
態（基準線よりも上昇し、正の状態）であるとするとタ
イマ３がスタートし、逆に脈波信号が負の状態（基準線
よりも下降し、負の状態）であれば、このST30の判定が
NOとなり、タイマ３を「０」にセットする（ST32）。従
ってこの場合、後述するST33の「タイマ３が150以上
か」の判定もNOとなり、ST36で体動検出は終了する。

しかし、脈波信号が正の状態であれば、ST30の判定が
YESとなり、ST31でタイマ３の値に「１」が加算され
る。このタイマ３は、脈波信号が非負である時間を計時
するもので、単位は10msecであり、前述のメインルーチ
ン（第６図）のST3（加圧停止時）において「０」にセ
ットされていたものである。

ST33では、タイマ３が150以上か否かを判定してい
る。つまり、タイマ３の１単位が10msecであるから、こ
こでの所定値・150とは1500msecであり、1.5秒の意味で
ある。従って、ST33において、タイマ３が1.5秒になっ
たか否かを判定しており、仮に、脈波信号の正の状態の
時間が1.5秒以内に基準レベル（スレッショルドレベ
ル）を下降し、負の状態になれば、ST33の判定がNOとな
り、体動検出処理を終了する（ST36）。しかし、脈波信
号の正の時間（タイマ３の計時時間）が、1.5秒以上続
いたとすると、このST33の判定がYESとなり、異常、つ
まり体動・腕動が発生したと認識してその旨を報知し、
例えばブザーを鳴動させ（ST34）、カフ１を急速排気し
（ST35）、体動検出処理を終了する（ST36）。

なお、上記実施例では、血圧決定にＫ音法を採用した
場合を示したが、この発明は、もちろん振動法の電子血
圧計にも適用できる。

（ヘ）発明の効果この発明では、以上のように、脈波データの基準線の
一方側の継続時間を計測し、この継続時間が所定値（1.
5秒）以上である時、体動（腕動）等の異常であると決
定することとしたから、従来のように前後の脈波信号を
比較し、且つ各脈波信号との差値を演算して、異常脈波
を判別する必要がない。従って、体動等の異常の検出処
理時間が短くて済む許かりでなく、複雑な演算処理が省
略でき、計器の小型化を達成し得る。

しかも、この異常検出手段は、単に脈波信号と所定値
との比較判断をするだけで異常を検出し得るから、被測
定者によって体動等異常を検出し得ない等の虞れが全く
ない等、発明目的を達成した優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例電子血圧計の体動検出決定動作を示す
要部フロー図、第２図は、実施例電子血圧計の体動検出
処理動作を示す割込みフロー、第３図は、実施例電子血
圧計の体動検出のための要部回路ブロック図、第４図
は、実施例電子血圧計の回路構成を示すブロック図、第
５図は、脈波信号を示す説明図、第６図は、実施例電子
血圧計の処理動作を示すフローチャートである。 1:カフ、5:圧力センサ、 9:MPU、21:脈波検出器、 22:脈波非負時間計時手段、 23:腕動判定用時間設定手段、 24:計時値比較手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カフと、カフを加圧する加圧手段と、カフ
内圧力を減圧する減圧手段と、前記カフ内の流体圧を検
出する圧力検出手段と、加圧あるいは減圧の過程で血管
情報を検出する血管情報検出手段と、この血管情報検出
手段の出力信号及び前記圧力検出手段の出力信号に基づ
いて最高血圧値及び最低血圧値を決定する血圧値決定手
段とから成る電子血圧計において、脈波成分検出手段と、この脈波成分検出手段により検出
された脈波データの基準線の一方側の継続時間を計測す
る時間計測手段と、この時間計測手段により計測された
時間が所定値以上か否かを判別し、所定値以上であると
きその時間計測の起点より後にアーチファクトが生じた
と決定する異常決定手段とを備えたことを特徴とする電
子血圧計。