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TWI395572B - 血壓測定裝置以及其控制方法（一） - Google Patents

血壓測定裝置以及其控制方法（一） Download PDF

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TWI395572B
TWI395572B TW097140749A TW97140749A TWI395572B TW I395572 B TWI395572 B TW I395572B TW 097140749 A TW097140749 A TW 097140749A TW 97140749 A TW97140749 A TW 97140749A TW I395572 B TWI395572 B TW I395572B
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blood pressure
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TW097140749A
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English (en)
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TW200920314A (en
Inventor
Inoue Kouichi
Tochikubo Osamu
Original Assignee
Terumo Corp
Public Univ Corp Yokohama City
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Description

血壓測定裝置以及其控制方法(一)
本發明係關於一種血壓測定技術，尤其是關於提供一種導出血壓值所利用之數據可靠性的資訊者。
高血壓症之治療上血壓測定是非常重要的。根據WHO/ISH的高血壓治療導引，高血壓症的程度以5 mmHg單位的血壓值來分類，以推薦所分別適用之治療方法。爰此，可否做適切的治療，係為所測得之血壓值所左右。又近來為人口的高齡化，於考慮與高血壓症關連頗深的循環器疾患，代謝症候群的預防時，對血壓測定的準確度與可靠性的要求非常大。
傳統上，在血壓測定部位綁上拷套，使拷套壓從高於收縮期血壓(最高血壓)徐徐變化至低於擴張期血壓(最低血壓)而測定血壓的非觀血血壓計做為測定法者，有與聽診法相同的檢出心音而測定血壓的微音器法，與檢出於重疊於拷套內空氣袋內壓之壓脈波變化而測定血壓的示波器法，其中有脈波檢出用拷套設於從阻血壓空氣袋中央部稍偏於末梢側，以更加改良測定準確度的雙拷套法的揭示。又專利文獻2中，揭示了一種技術，即為了判定所測血壓值的可靠性，表示拷套壓迫強度為變量的第1軸與拷套脈波振幅為變量的第2軸所組成的2維曲線圖。
〔專利文獻1〕：特開2000－79101號公報。〔專利文獻2〕：特公平2－25610號公報。
上述微音器法中心音檢出感度與示波器法中之具體血壓值導出方法，依各血壓計製造者而不同，又屬於非公開性。關於所測得收縮期血壓值及擴張期血壓值的準確度保障，根據EC或在美國作成的聽診法的準確度比較導引，僅有少數的實施例結果的公開而已，於個別測定所表示的血壓值，係以何種準確度測定，又究以何種根據決定收縮期血壓與擴張期血壓，通常並未有明確說明。
在微音器法中的心音變化，示波器法中的壓脈波變化與聽診法所得收縮期血壓與擴張期血壓點的相互關係，從某一母集團的統計性處理而求得血壓，做為測定方法，因此並不成為考慮測定者個別生體與生理上參差性的方法。因此，起因於個人血管伸展性的不同或不整脈的存在，而獲得偏離於一般統計分布的脈波振幅值變化概觀圖時，將導不出正確血壓值。
例如使用者不能確認血壓測定裝置所導出之個別測定值(血壓值)是否可相信。利用上述專利文獻2所記載之技術，如有混入很大的身體動作引起的噪音，尚可判別是否影響準確度，但混入有小動作噪音，例如由被測定者呼吸所引起拷套脈波之變動，則 無法做滿意的判定。又血壓值決定方法本身為非公開性時，使用者不能判定何種程度的噪音會使血壓值受何種影響。測定值一旦有疑問，為了做更正確的測定，必須做多次血壓測定，或由醫師利用聽診法測定。
本發明係因鑑於上述問題而提出者，係以提供使用者一種資訊，其可判斷所導出之個別測定值的可靠性為目的。
為了解決上述問題，本發明的血壓測定裝置具有以下的構成。即壓迫血壓測定部位用的拷套，加壓或減壓於該拷套內的壓力控制機構，檢出該拷套內壓力用的壓力感測器，於以該壓力控制機構加減壓於該拷套的過程中，抽出重疊於該壓力感測器所檢出之拷套內壓力之脈波信號時系列數據用的脈波信號抽出機構，及根據所抽出脈波信號之時系列數據，共同顯示對至少1週期的脈波信號之脈波形狀，與對應於該脈波信號之拷套內壓力值用的顯示機構。
為了解決上述問題，本發明的血壓測定裝置具有以下的構成。亦即屬於一種控制方法，其中具有壓迫血壓測定部位用的拷套，加壓或減壓該拷套內部用的壓力控制機構，及檢出該拷套內壓力用的壓力感測器等血壓測定裝置，並具有於該壓力控制機構加壓或減壓中，抽出重疊於壓力感測器所檢出拷套內壓力之脈波信號的時系列數據之脈波信號抽出過程，及根據所 抽出脈波信號的時系列數據，共同標示對至少1週期的脈波信號之脈波形狀與對應於該脈波信號的拷套內壓力值之顯示過程者。
依照本發明，可對使用者提供可判斷血壓測定裝置所導出之個別測定值可靠性之資訊。
本發明之其他特徵及優點，參照所附圖式閱讀以下說明即可明瞭。又所附圖示中對相同之構成，賦予同樣之標號。
 (第一實施)
茲根據較佳實施形態參照附圖以說明本發明之血壓測定裝置。
<裝置之構成>
第8圖為表示第一實施中血壓測定裝置的構成圖。
血管阻血用大拷套1透過管子11連接於加壓幫浦3與減壓控制閥(電磁閥)4。又，大拷套1透過流體阻抗13連接於壓力感測器5。又，脈波檢出用小拷套2位於大拷套1之大約中央，透過管子12連接於壓力感測器5。關於這些使用雙拷套做血壓測定的概略已揭示於先前技術所述專利文獻1中。
脈波檢出用小拷套2設於血管阻血用大拷套1 的中央部位，最能捕捉此部位之血管內容積變化。又，小拷套2為了減少脈波振動之擴散引起之脈波信號減衰，儘量使其小型化。流體阻抗13為用以減衰或遮斷大拷套1所檢出之脈波信號的機械過濾器，用此設備可使小拷套2正確把握拷套下血管內之容積變化。壓力感測器5係使用半導體壓力計之膜片型壓力~電氣變換器等。壓力感測器5的輸出信號(壓力信號)以放大器6放大，透過低通濾波器7，以A/D變換器(converter)8做數位變換後輸入於CPU9。在低通濾波器7中限制輸出信號之週率帶域，以截除閥控制雜訊等不要的高週波雜訊。截止週率設定為10~30 Hz。
加壓幫浦3及減壓控制閥(電磁閥)4係受CPU9控制。尤其減壓控制閥(電磁閥)4係由CPU9以PWN信號(ON．OFF的脈波信號)控制其啟閉(PWM控制)，從完全「閉」至完全「開」變換PWM信號的責務，連續控制孔口開口面積。
此外，CPU9從A/D變換器8週期性地取得業已變換為數位的壓力信號(拷套壓信號)，並從拷套壓信號分離重疊於其上的脈波信號，而具有從此脈波信號與拷套壓信號決定收縮期血壓值與擴張期血壓值之功能。又決定收縮期血壓值與擴張期血壓值的詳細情形將於後文中述及。
又CPU9以標示用LCD10標示如此決定的收縮期血壓值與擴張期血壓值。CPU9同時具有以LCD10標示2維曲線之功能。因此LCD10係以能標示2維曲線的點矩陣(dot matrix)LCD構成之。
<拷套壓迫力與脈波信號>
第1圖為表示於拷套壓力減壓過程中，拷套壓力上重疊有脈波信號的情況圖。此曲線圖中，表示隨著拷套壓力的減小，脈波信號的大小與形狀變化的狀況。又第2圖中係將拷套壓力減壓過程中，重疊於拷套壓力的脈波振幅值變化與拷套壓力變化共同表示之示意圖。在拷套壓力減壓過程中，脈波振幅值徐徐增大，經過出現最大振幅值之點M，脈波振幅值有徐徐減小之傾向。
第3圖為第一實施中血壓測定裝置之拷套(雙拷套)縱長方向(上腕延伸之方向)的斷面圖。如上述情形，第一實施中的拷套，為由血管阻血用大拷套(第一拷套)1與脈波檢出用小拷套(第二拷套)2形成的雙拷套。第3圖中表示經由加壓的血管阻血用大拷套1，血管100在Q部分受阻血，從上流側100a至下流側100b之血流被抑制之情形。
以大拷套1壓迫腕部之力，在拷套寬度方向中央部(第3圖之A部分，以下稱拷套中央部A)為最強，趨近於兩端而減弱，而在兩端幾乎為0。小拷套2以 其設於此拷套寬度方向之中央部A，最能捕捉此部分血管內之壓力變壓(血管內容積變化)。又，說明書中之「拷套壓力」意味著拷套內之壓力。實質上等於拷套寬度方向之拷套中央部位之上腕壓迫力，也是加於拷套寬度方向之拷套中央部位A下血管的拷套壓力。
<構成脈波信號的各成分性質>
以脈波檢出用小拷套2檢出之拷套壓力上重疊的脈波信號，可分為起因於從拷套上流側伴隨血流之拍出之直接壓力變化(血管內容積變化)之成分W1(以下稱W1成分)，與起因於從拷套下流側伴隨血流之拍出之直接壓力變化(血管內容積變化)之成分W2(以下稱W2成分)。因此，可以從W1成分中，拷套寬度方向之中央部，亦即，拷套中央部之A部分下之壓力變化(血管內容積變化)的成分W1－A(以下稱W1－A成分)，與拷套寬度方向之上流部，即第3圖之B部分(以下簡稱拷套上流部B)下之壓力變化(血管內容積變化)的成分W1－B(以下稱W1－B成分)，與起因於拷套寬度方向之下流部，即第3圖之C部分(以下簡稱拷套下流部C)下之血管內容積變化的成分W1－C(以下稱W1－C成分)來考慮。
第5圖為將脈波信號PW中所含成分以模式表示之圖。具體上說粗線所示脈波信號PW中含有W1成分與W2成分，此外，W1成分係由W1－A成分， W1－B成分，W1－C成分所構成。
脈波信號PW乃於減壓過程中，拷套壓力在收縮期血壓值與擴張期血壓值間之場合被觀測的代表例。減壓過程中拷套壓力在收縮期血壓值至擴張期血壓值之間時，血流流入拷套中央部A，可看到血流拍出於比拷套更下流側之血管之現象。而在此場合，伴隨至下流側血管之血流拍出而起因於拷套中央部A下血管內容積變化的W1－A成分，與起因於在拷套下流部C下血管內容積變化的W1－C成分，與起因於流入拷套上流部B下血流的血管內容積變化的W1－B成分，以時間之延遲，即時間差相重疊而形成W1成分。此上更以時間差重疊從下流側反射的W2成分，形成重疊於拷套壓力的脈波信號PW。
於此，脈波檢出用小拷套2，幾乎設於拷套中央部A，因此與W1－B成分與W1－C成分，最易感知W1－A成分。由是W1－A成分較之W1－B成分之特徵，大大反映於W1成分之形狀。
W1－B成分雖表示在拷套上流部B下之血管內容積變化，但上流部B較之中央部A與下流部C位於上流側(心臟側)，比W1－A成分及W1－C成分更早出現，而為W1成分建立之形狀所反映。又關於W1－C成分，雖表示拷套下流部C下血管內容積變化，但下流部C位於中央部A下流側，下流部C之 拷套壓迫力比中央部A拷套壓迫力為小，致下流部C下血管之開閉，幾乎同步於中央部A下血管之開閉，W1－A成分與W1－C成分之出現，實質上並無時間差。
W2成分為對從上流血流之拍出的下流側血管之反射，是以端視下流側血管內壓力高於拷套壓力之時機，其尖峰值之出現或遲於或早於W1成分尖峰值之出現，而第5圖中表示W2成分尖峰值之出現遲於W1成分尖峰值之出現。通常對W2成分形狀之脈波信號全體形狀的反應，小於對W1成分(W1－A成分，W1－B成分及W1－C成分的合成)的反映。又，減壓過程中拷套壓力在擴張期血壓值近傍，因拷套下流側血管內壓力已充分回復用拷套阻血前狀態，從下流側血管的反射實質上已不存在，由是拷套壓力在擴張期血壓值近傍被檢出的脈波信號中，W2成分實質上已消滅。
第6圖為表示起因於拷套中央部A下血管內容積變化的W1－A成分，在拷套壓力消滅過程中生成而變化的情形以模式表示的示意圖。
在曲線圖1中，橫軸表示拷套壓力以一定減壓速度減壓時的經過情形，縱軸表示血管內外血壓差(血管內壓力~拷套壓力)，根據將觀血波形(血管內壓力變化)以三角形波形簡化的場合，起因於經過時間各 時點觀血波形(血管內壓力變化)之拷套中央部A下血管內外壓差之變化(與觀血波型相同的三角形波形)表示之。
又，在曲線圖1上側，以曲線圖2表示縱軸為血管內容積，因應血管內外壓差變化所生各時點之血管內容積變化。在血管內外壓差縱軸之左側，血管內外壓差變化(曲線圖1)變換為血管內容積變化(曲線圖2)之血管內外壓差~血管內容積關係，以橫軸為血管內容積的曲線圖3表示。
對於曲線圖3的血管內外壓差~血管內容積之關係，係對血管內容積在血管內外壓差於0之近傍急變(急增或急減)之傾向加以留意，而減化其關係予以假設者。亦即血管內外壓差增減之過程中，血管完全關閉狀態(血管內容積0)與完全開放(血管內容積Vmax)間之變化，以血管內容積在V0與V1點間具有2個彎折部，V0與V1間之急傾度部分與V0以下與V1以上之緩傾度部分而以直線形成的彎折線表示。
此乃表示在血管內外壓差為0之位置，血管因自重而成潰扁狀態(血管內容積V0)。從此位置血管內外壓差變化為正值時血管內容積急速增大，達於血管充分開放狀態(血管內容積V1)，此後對血管內外壓差變化，成為緩慢增大(向最大血管容積Vmax)之傾 向，與血管內外壓差由0位置變成負值時，血管內容積緩慢減小(血管內容積向0)之傾向。又，曲線圖3中，以近似直線表示血管內容積之V0與V1間急峻傾斜部分，是以此間的血管內容積變化之程度為相同。實際上血管內外壓差在0位置(血管內容積V0位置)之變化程度為最大。
這樣血管內容積在血管內外壓差0近傍急變(急增)之傾向程度，係受被測定者血管伸展性大小而定，傾向本身，似可一般化。
曲線圖1的拷套壓力減壓過程(經過時間)中，a為在拷套壓力相等於收縮期血壓值之時點，b為拷套壓力位於收縮期血壓值與擴張期血壓值大約中央位置之時點，c為拷套壓力位於與擴張期血壓相等之時點時，表示拷套中央部A下之血管內外壓差之變化(三角形波形)。
經過時間各時點上血管內外壓差之變化(三角形波形)a、b、c各頂點(尖峰點)係起因於觀血波形(血管內壓力變化)中收縮期血壓值部分(即心臟擴張期初期)。向下之頂點(底點)為起因於觀血波形(血管內壓力變化)中擴張期血壓值部分(即心臟收縮期初期)。
將這些曲線圖1的a、b、c血管內外壓差之變化，利用曲線圖3之血管內外壓差~血管內容積之關 係，變換為血管內容積之變化者，以曲線圖2之(a)、(b)、(c)表示。(a)、(b)、(c)中心臟收縮期初期位置(前後2處)以血圈點表示。此乃對應於觀血波形(血管內壓力變化)之向下頂點(底點)。於是此心臟收縮期初期位置(前後二處)間表示之成分(粗線表示)者為W1－A成分。亦即在曲線圖2中表示W1－A成分在拷套壓力減壓過程(經過時間)各時點逐步變化之情形。
在(b)、(c)的W1－A成分(血管內容積變化)中，先行於尖峰點點出血管內外壓差為0的位置。(a)的W1－A成分(血管內容積變化)中，其尖峰點對應於血管內外壓差為0之位置，並將此位置點出。以點(a)、(b)、(c)表示之血管內外壓差為0的位置，實際上為血管內容積急速增加(急上昇)之部分(在波形前半成最大傾度點)。
尤有進者，(a)、(b)、(c)的W1－A成分中，遲於尖峰點所生之血管內容積為最小之位置亦經點出。此位置已知屬於實際脈波信號向下尖峰點(底點)之位置幾乎相同者。由是此位置稱為W1－A成分之底點。
在曲線圖2中，W1－A成分中血管內容積急昇之部分(波形前半之最大傾度點)〔以點表示之血管內外壓差為0之位置〕，落後先行於W1－A成分之心臟收縮期初期位置之時間(時間差)以t1表示，又從 W1－A成分之底點領先於下一心臟收縮期初期位置之領先時間(時間差)以t2表示，而脈波信號的1週期以T表示。於此脈波信號之週期T，在測定時間中實質上為一定。又，W1－A成分之底點血管內容積急昇部分(在波形前半最大傾度點)以下之變位以H表示。
落後時間(時間差)t1與領先時間(時間差)t2之和為t(t＝t1＋t2)。連續產生的W1－A成分之t1與t2幾乎相同。想到此點，t應為所注視的W1－A成分急昇部分(前半之最大傾度點)之先行W1－A成分之底點至落後時間(時間差)，即最大傾度點的先行(W1－A成分)底點至出現之時間差。
如曲線圖2(a)、(b)、(c)所示，時間差t1與時間差t2隨著拷套壓力從收縮期血壓值接近擴張其血壓值而變小。即最大傾度點從先行的底點至出現的時間差t1，隨著拷套壓力從收縮期血壓值接近擴張其血壓值而變小。脈波信號之週期T在測定期間實質上為一定，最大傾度點從先行的底點出現的位相前2 π(t/T)也同樣，隨拷套壓力從收縮期血壓值接近於擴張期血壓值而變小。
於是如曲線圖2(c)所示，於拷套壓力等於擴張期血壓值之時點，在此簡化曲線圖下，先行於W1－A成分之底點與最大傾度點(急昇點)，及心臟收縮期 初期同時發生，即t1＝0，t2＝0，t＝0。
此外，從曲線圖2(b)、(c)，W1－A成分底點之最大傾度點(急昇點)的下方變位H，其拷套壓力接近於擴張期血壓值時變小之情形，亦有所示。如(c)所示，於拷套壓力等於擴張期血壓值之時點，此簡化曲線圖下，W1－A成分之底點位置與最大傾度點位置一致，而H＝0(無變位)。
依據上述，關於實際的W1－A成分，可看出以下3項特徵。
．W1－A成分之急峻上昇部分(最大傾度點)的從底點的落後(時間差t或位相差2 π(t/T)，隨拷套壓力接近擴張期血壓值而變小。
．從W1－A成分之急峻上昇部分(最大傾度點)的底點變位H，隨拷套壓力接近擴張期血壓值而變小。
．W1－A成分之形狀，出現於拷套壓力成為小於收縮期血壓值壓力之時點。
<脈波信號之特徵>
以上將脈波信號PW以成分區分，就W1－A成分簡化之內容予以檢討表示，實際上脈波信號PW，W1－A成分及W1－B成分並非分離，而各為重疊的一個脈波信號，由脈波檢出用小拷套2所檢出。
但如既述情形，W1－B成分反映於W1成分建立部分之W1－A成分，大大反映重疊於拷套壓力的 脈波信號之W1成分形狀。尤有甚者，脈波信號之W2成分，通常小於W1成分，拷套壓力在擴張期血壓值近傍已消滅。
由是關於所檢出脈波信號之特徵，有以下3點發現。
．從脈波信號急峻上昇部分(最大傾斜度)之底點之落後(時間差或位相差2 π(t/T))，隨拷套壓力接近擴張期血壓值而變小。
．從脈波信號急峻上昇部分(最大傾度點)之底點之變位H，隨拷套壓力接近擴張期血壓值而變小。
．脈波信號急峻上昇部分，在拷套壓力低於收縮期血壓值壓力之時點大為變化。
第7A圖及第7B圖各為表示於收縮期血壓值與擴張期血壓值之間時點及擴張期血壓值之時點所檢出之重疊於拷套壓力的脈波信號圖。
各脈波信號中表示有前半部分為急峻上昇部分(最大傾度點)Um，尖峰點Pe，及先行或落後於尖峰點Pe發生的2個底點B1、B2。而且圖更表示，從最大傾度點Um的底點B1的時間差t、周期T、及從底點B2之最大傾度點(急昇點)Um下方之變位H。此外，底點B1也是落後於先行之脈波信號底點B2，因連續發生之脈波信號幾乎都屬於同形，故所注視之脈波信號底點B2的最大傾度點(急昇點)Um 開始的變位，與從底點B1之最大傾度點(急昇點)Um的變位幾乎相同。
如前述之情形，在擴張期血壓值時點，時間差t(位相差2π(t/T))與變位H，比收縮期血壓值與擴張期血壓值間的時點t變小。
W1-A成分比W1-B成分大為反映重疊於拷套壓力之脈波信號的W1成分形狀。此意味著急峻上昇部分(最大傾度點)Um出現的位置於W1-A成分出現的時點，係從W1-B成分所反映而形成的部分變成W1-A成分出現的位置。由於W1-A成分於收縮期血壓值以下始出現，故急峻上昇部分(最大傾度點)Um，係從較收縮期血壓值為高的壓力施加於拷套時之現狀，在收縮期血壓值以下之血壓值時，大為變化。
<血壓值之決定>
於是根據上述脈波信號之特徵，可如以下方式決定血壓值。
●先行於脈波信號尖峰時點所生底點與最大傾度點(急昇點)出現的位相差比所訂門檻值變小之時點，其拷套壓力定為擴張期血壓值(擴張期血壓值決定1)。
●從先行或落後於脈波信號尖峰點而生底點的最大傾度點(急昇點)之變位(振幅值之差)比所定門檻值 變小之時點的拷套壓力，定為擴張期血壓值(擴張期血壓值決定2)。
．對先行於脈波信號尖峰點而生之底點與最大傾度點(急昇點)出現之位相差值，從拷套壓力較低之脈波信號起，依序確認，不具值之連續性而呈大變化之點之拷套壓力值，定為收縮期血壓值(收縮期血壓值決定1)。
．對從先行或落後於脈波信號尖峰點所生底點的最大傾度點(急昇點)起之變位值(振幅值差)，從拷套壓力較低之脈波信號起，依序確認，不具值之連續性而呈大變化之點之拷套壓力值，定為收縮期血壓值(收縮期血壓值決定2)。
如上述，脈波信號之底點及最大傾度點(急昇點)，係從個別脈波信號中檢出者。又，所定之門檻值，係考慮所檢出脈波信號處理過程中之雜訊等而設定。又此信號處理過程中雜訊等個別差及減壓速度等測定條件引起之影響通常不大。
這些血壓值的決定方法，不必如同傳統示波器血壓計那樣操作使用受被測定者個體差及測定條件(減壓速度等)影響較大之參數(根據統計手法設定的對脈波振幅值中最大的脈波振幅值的程度等)的拷套壓力減壓過程中之脈波振幅值之變化外形，因此個體差及測定條件(減壓速度等)引起之測定參差較小。
又，為了以高精度識別W1－A，C，必須以高度時間分解能取得脈波信號數據。因此A/D變換器8的取樣率例如最好在250Hz以上。傳統的示波器法中因只須可測定脈波振幅大小之變化就已足夠，所以使用例如100Hz程度之取樣率。
<裝置之動作>
第9圖表示第一實施的血壓測定裝置概略動作的流程圖。
電子血壓計測定的開始SW ON(步驟S1，以下步驟簡做S)後，減壓控制閥4完全「閉」(S2)，因CPU的控制，加壓幫浦3開始驅動(ON)(S3)。
驅動加壓幫浦3後，開始讀取拷套壓力(S4)，判斷所讀取之拷套壓力是否達於遠高於預先設定之收縮期血壓值(設定壓力)(SS)。驅動加壓幫浦，使拷套壓力達於設定壓力，達到後停止加壓幫浦(OFF)(S6)。
之後，依減壓控制閥4之CPU9的控制，起動微速排氣，以所定減壓速度(例如2~3 mm Hg/秒)開始微速減壓(S7)。此減速過程中，用CPU9以所定時間間隔(每次取樣時間)逐次讀取拷套壓力(S8)，抽出重疊於拷套壓力的脈波信號(S9)。又於抽出脈波信號之際，構成相當於拷套壓力之含直流(DC)偏移值加以處理，或相當於DC偏移分扣除之方式處理亦可。
於是根據S6中抽出的脈波信號，依所對應拷套 壓力大小之順序，每一脈波週期導出脈波位相差(t/T)值。再檢索位相差之值比所定門檻值為小之點，以對應於所檢出之點的拷套壓力值決定為擴張期血壓值(S10)。之後，就所取得之脈波信號，從所對應之拷套壓較低者，順次檢索位相差值大為變化之點，對應於所檢出點拷套壓力值決定為收縮期血壓值(S11)。又，決定收縮期血壓值及擴張期血壓值之流程圖將於後述。
決定各血壓值後，全開減壓控制閥，回復拷套壓力成為大氣壓(S12)。於是由CPU9的控制，即將所記憶之收縮期血壓值與擴張期血壓值顯示於LCD10(S13)。又，如後述情形，LCD10一併顯示做為決定血壓根據的曲線圖。
第10圖為決定擴張期血壓值及收縮期血壓值的詳細流程圖。
拷套壓力P於收縮期血壓值決定後，以每一所定時間間隔(每取樣時間)檢出(S100)，並抽出重疊於拷套壓力之脈波信號(參照第7A及7B圖)(S101)。從脈波信號檢出連續的底點B1、B2與其間的尖峰點Pe(S102、S103、S104)，檢出其底點B1(先行於尖峰點而生的底點)與尖峰點Pe之間，即在脈波信號前半部分具有最大傾度之點(最大傾度點)Um(S105)。於是算出底點B1與具有最大傾度之點Um出現的時間差 (S106)。求出底點B1與底點B2出現之時間間隔T(S107)，算出位相差(t/T)(S108)。於此，底點B2因成為下一脈波信號之底點B1，故時間間隔T為脈波間隔，也是脈波週期。
此位相差(t/T)變成小於所定門檻值K時，決定該時點的拷套壓力P為擴張期血壓值(S110)。位相差(t/T)在所定門檻值K以上時，對重疊於更為減壓之拷套壓力的下一脈波信號，依序做同樣處理，以決定擴張期血壓值。
決定擴張期血壓值後，從所對應拷套壓較低之脈波信號，依序核對位相差變化(差分)(S111、S112)。找到位相差變化較大變化之點時，決定對應該點的拷套壓力P為收縮期血壓值(S113)。
在此舉例說明了<血壓值之決定>中所示<擴張期血壓值決定1>及<收縮期血壓值決定1>之組合。但亦可依據擴張期血壓值與收縮期血壓值之決定方法的其他組合來實施。尤其依照擴張期血壓值及收縮期血壓值各個的複數決定手法組合使用，即可導出更加準確的血壓值。
<圖面表示之例>
如前述，LCD10一併顯示做為決定血壓根據的曲線圖。第11A圖及第11B圖為以LCD顯示曲線之例示圖。
第11A圖係2維曲線圖，其橫(X)軸方向為時間，縱(Y)軸方向為脈波振幅。又圖中以底點為基準取座標，具體上使底點在(X,Y)＝(200,0)。又，此圖例示收縮期血壓值在155 mmHg附近之場合。又各個曲線表示中，如在得到該脈波信號的時點，一併表示其拷套壓力值則更好。
2維曲線所表示之範圍，橫(X)軸方向做為1週期份之脈波信號最好，亦可表示複數週期分的脈波信號。又縱(Y)軸方向，可做為預設定脈波振幅，但亦可如第11A圖及第11B圖所示，變更標度表示。如此構成，可令測試者容易確認1週期之脈波形狀，為其優點。
進一步根據對應於脈波信號之成分，以可以識別方式表示亦可。例如第11B圖所示，W1－B成分(X軸：200~300)與W1－A成分(其以外)以不同標誌表示則更好。又如LCD10可以彩色顯示，則可變色顯示。如此一來，使用者容易判定S13中所表示之血壓值的可靠性。也就是說，由所示之2維曲線中，對應於S13所表示血壓值之拷套壓力部分之W1－A成分之有無，容易判定。
又，亦可使之具有脈波信號數據測定終了後，可在未圖示之記憶部保存之功能，因應使用者之操作，可在測定後表示。如第2圖所示，與對應於1週期脈 波信號之拷套壓力互相對應之數據一覽之作成亦甚好。如此構成後，使用者可透過未圖示之操作部選擇〝拷套壓力〞值，而可表示對應於該拷套壓力的1週期脈波形狀，甚為合適。
又根據未圖示記憶部所保存之數據，於拷套壓力降之順方向連續表示1週期脈波信號(動畫顯示)，這樣的構成亦佳。此場合下如第13圖所示，最好一併顯示脈波信號取得時之脈波振幅時系列數據。又，於第13圖，其左上角配置動畫顯示部，圖下部顯示有脈波振幅時系列數據。以箭頭〝↓〞表示現在顯示於動畫顯示部的1週期脈波振幅之時系列數據。又圖右上角顯示有該測定之血壓值及脈拍數。
如以上說明，依照第一實施之血壓測定裝置，非以統計手法，而係依據脈波信號(1週期脈波信號)之形狀變化決定血壓值(收縮期血壓值其擴張期血壓值)。又一併將血壓測定所用脈波信號以使用者可確認之方法顯示於LCD畫面。經如此構成，可令使用者客觀的判定所導出之血壓值是否妥當。
由是，血壓測定的客觀性、理會感及可靠性得以提高。又，測定中所檢出之心音振幅，或壓脈波從底部至最大變化點之壓力差，經顯示後，心律不整，體動等引起之組織結構假象之程度，及脈波大小之個體差等資訊亦可獲得。因此較之傳統上只顯示數值的血 壓計，可給測定者較多的資訊。因此除提供測定可靠性以外，測定中之資訊，再測定之必要性，及高度可靠性之血壓值等，均可提供。又可提供心律不整、血壓變動等關係治療之患者資訊，有助於治療。
此外，於第一實施中，業已舉例說明了改良示波器法的雙拷套法血壓測定裝置。
(變形例)
下文中舉例說明雙拷套法加以改良之三拷套法血壓測定裝置。又，拷套以外部分之裝置構成及動作相同於第一實施形態，故予省略說明。以下主要說明使用三拷套的效果。
第4圖為變形例中血壓測定裝置的拷套(三拷套)縱長方向的斷面圖。此變形例的拷套，為三拷套，包含血管阻血用大拷套1，脈波檢出用小拷套2，及設於上流部的副拷套3。又，大拷套1與小拷套2間，及大拷套1副拷套3間，各配置有減低振動傳播用阻尼器4。又大拷套1與副拷套3經由流體阻抗連接後，再經空氣連接於壓力感測器5。又第4圖表示經加壓的血管阻血用大拷套1使血管100被阻血於Q部分，抑制了從上流側100a至下流側100b之血流之情形。
如於第一實施中業已說明，被脈波檢出用小拷套2檢出之拷套壓力上重疊之脈波信號，可分為2個成 分，即起因於從拷套上流側伴隨血流之拍出直接的壓力變化(血管內容積變化)的成分W1(以下稱W1成分)，及起因於從拷套下流側血管反射之壓力變化(血管內容積變化)的成分W2(以下稱W2成分)，而W1成分可分為W1－A、W1－B、W1－C之3個成分。
副拷套3以能補償大拷套1之邊緣效果，具有可抑壓起因於流入拷套上流部B下血流之血管內容積變化之W1－B成分效果。第14A圖為以雙拷套取得1週期脈波信號之示意圖。第14B圖為以三拷套取得1週期脈波信號之示意圖。從第14A圖及第14B圖可知，於三拷套所取得之脈波信號，W1－B成分大為減少結果，比W1－A成分明顯的被捕捉。因此得以理解可更加明顯的捕捉血壓值決定上最重要的W1－A及W1－B成分。結果可以良好的準確度導出血壓值決定上所用〝位相差〞或〝(振幅值)的變化〞。
如以上的說明，利用變形例的血壓測定裝置，可以良好之準確度取得血壓決定上重要之脈波信號。結果可導出準確度更高的血壓值(收縮期血壓值及擴張期血壓值)。又可提供使用者以更高準確度的數據，以表示所導出血壓值妥當與否。
本發明並不受上揭實施形態之限制。在不逸出本發明精神及範圍下，可做種種變更及變形。茲為公開本發明之範圍，添附以下的申請專利範圍。
1‧‧‧大拷套
2‧‧‧小拷套
100‧‧‧血管
100a‧‧‧血管上流側
100b‧‧‧血管下流側
3‧‧‧加壓幫浦
4‧‧‧減壓控制閥
5‧‧‧壓力感測器
6‧‧‧放大器
7‧‧‧低通濾波器
8‧‧‧A/D變換器
9‧‧‧CPU
10‧‧‧LCD
11、12‧‧‧管子
13‧‧‧流體阻抗
附圖係包含於說明書中，構成其一部分，表示本發明實施之形態，與其記載共同用於說明本發明之原理。
第1圖為表示於拷套壓力減壓過程中，拷套壓力重疊有脈波信號的情況圖。
第2圖為於拷套壓力減壓過程中，重疊於拷套壓力的脈波振幅值變化與拷套壓力變化共同表示支示意圖。
第3圖為第1實施型態中血壓測定裝置之拷套(雙拷套)縱長方向的斷面圖。
第4圖為變形例中血壓測定裝置之拷套(三拷套)縱長方向的斷面圖。
第5圖為將脈波信號PW中所含各成分以模式表示之示意圖(雙拷套之場合)。
第6圖為起因於拷套中央部A下血管內容機變化的W1-A成分，在拷套壓力減壓過程中生成而變化情形以模式表示的示意圖。
第7A圖為表示於收縮期血壓值與擴張期血壓值之間時點所檢出之重疊於拷套壓力的脈波信號圖。
第7B圖為表示重疊於收縮期血壓值與擴張期血壓值之間時點所檢出之拷套壓力的脈波信號圖。
第8圖為表示第1實施型態的血壓測定裝置構成圖。
第9圖為表示第1實施型態的血壓測定裝置概略動作的流程圖。
第10圖為決定擴張期血壓值及收縮期血壓值的詳細流程圖。
第11A圖為以LCD顯示曲線之一例示圖。
第11B圖為以LCD顯示曲線之一例示圖。
第12圖為以LCD顯示曲線之其他例示圖(標示數據一覽)。
第13圖為以LCD顯示曲線之再一例示圖(以動畫片標示)。
第14A圖為以雙拷套取得1週期脈波信號之示意圖。
第14B圖為以三拷套取得1週期脈波信號之示意圖。
1‧‧‧大拷套
2‧‧‧小拷套
3‧‧‧加壓幫浦
4‧‧‧減壓控制閥
5‧‧‧壓力感測器
6‧‧‧放大器
7‧‧‧低通濾波器
8‧‧‧A/D變換器
9‧‧‧CPU
10‧‧‧LCD
11、12‧‧‧管子
13‧‧‧流體阻抗

Claims (6)

  1. 一種血壓測定裝置，包含：壓迫血壓測定部位用的拷套；所述拷套包括血管阻血用之大拷套和脈波檢出用之小拷套，所述大拷套和小拷套經由流體阻抗連接；加壓或減壓於該大拷套內的壓力控制機構；檢出該小拷套內壓力用的壓力感測器；於以該壓力控制機構加減壓於該大拷套的過程中，抽出重疊於該壓力感測器所檢出該小拷套內壓力之脈波信號時系列數據用的脈波信號抽出機構；根據抽出的脈波信號時序資料，決定擴張期血壓值和收縮期血壓值之血壓值決定機構；對至少1週期的脈波信號之脈波形狀，與對應於該脈波信號之拷套內壓力值用的顯示機構；其中所述擴張期血壓值係由(i)先行於脈波信號尖峰時點所生底點與最大傾度點出現的位相差比第1預定門檻值較小之時點；或(ii)從先行或落後於脈波信號尖峰點而生底點的最大傾度點之變位比所定門檻值較小之時點的拷套壓力為基礎所決定；其中所述收縮期血壓值係由(iii)對先行於脈波信號尖峰點所生之底點與最大傾度點出現之位 相差值，從拷套壓力較低之脈波信號起，依序確認，不具值之連續性而呈大變化之點之拷套壓力值；或(iv)對從先行或落後於脈波信號尖峰點所生底點的最大傾度點起之變位值，從拷套壓力較低之脈波信號起，依序確認，不具值之連續性而呈大變化之點之拷套壓力值所決定。
  2. 如申請專利範圍第1項之血壓測定裝置，更包括：將含於所抽出脈波信號時系列數據(time-series data)中之複數的1週期脈波信號，就每週期列表顯示之列表顯示機構；以及從該經列表顯示之複數1週期脈波信號中選擇一個1週期脈波信號的選擇機構；其中該顯示機構係，將經該選擇機構選擇之1週期脈波信號，與對應於該1週期脈波信號的拷套內壓力值共同顯示。
  3. 如申請專利範圍第1項之血壓測定裝置，更包括：用以在所抽出之脈波信號時系列數據中，將拷套內之壓力設定於第1軸，時間設定於第2軸，而以2維曲線表示之一時系列顯示機構；以及構成用以選擇該2維曲線表示之脈波信號時系列數據之期間內所含之1個時刻的選擇機構；其中該顯示機構係，將該選擇機構選擇之時刻所對應之1週期脈波信號，與對應於該1週期 脈波信號之拷套內壓力值共同顯示。
  4. 如申請專利範圍第1項之血壓測定裝置，其中所述顯示機構係，具有以預先設定之時間間隔，將由該脈波信號抽出機構所抽出之脈波信號時系列數據中所含最新N週期(N為自然數)之脈波信號相對之脈波形狀，與對應於該脈波信號的拷套內壓力值共同更新顯示。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項記載之血壓測定裝置，其中所述脈波信號抽出機構係提供250Hz以上之時間分解能的脈波信號時系列數據。
  6. 一種血壓測定裝置的控制方法，該血壓測定裝置具備有：壓迫血壓測定部位之拷套，該拷套包括以流體阻抗連接之血管阻血用之大拷套和脈波檢出用之小拷套；加壓或減壓於該大拷套內之壓力控制機構，及檢出該小拷套內壓力用之壓力感測器；而控制方法包括：在所述壓力控制機構對所述大拷套加壓或減壓中，抽出重疊於該壓力感測器所檢出之所述小拷套內壓力之脈波信號時系列數據的脈波信號抽出程序；根據所抽出脈波信號之時系列資料，決定擴 張期血壓值和收縮期血壓值之血壓值決定程序；將至少1週期之脈波信號相對之脈波形狀，與對應於該脈波信號之拷套內壓力值共同顯示之顯示程序；其中所述擴張期血壓值係由(i)先行於脈波信號尖峰時點所生底點與最大傾度點出現的位相差比第1預定門檻值較小之時點；或(ii)從先行或落後於脈波信號尖峰點而生底點的最大傾度點之變位比所定門檻值較小之時點的拷套壓力為基礎所決定；其中所述收縮期血壓值係由(iii)對先行於脈波信號尖峰點所生之底點與最大傾度點出現之位相差值，從拷套壓力較低之脈波信號起，依序確認，不具值之連續性而呈大變化之點之拷套壓力值；或(iv)對從先行或落後於脈波信號尖峰點所生底點的最大傾度點起之變位值，從拷套壓力較低之脈波信號起，依序確認，不具值之連續性而呈大變化之點之拷套壓力值所決定。
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