JPH03121045A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子血圧計、特に昇圧時にコロトコフ法で血圧
を計測する電子血圧計に関するものである。

［従来の技術］ 従来、昇圧時にコロトコフ音を計測する為には、送気ポ
ンプを駆動することにより発生する弁雑音、ダイヤフラ
ム駆動音、脈動音、送気音がコロトコフ音センサに入力
されることを防ぐ必要がある。この対処として、送気ポ
ンプとカフ間に流体抵抗とバッファタンクとによるメカ
ニカルフィルタを挿入するか、バッファタンク内に圧縮
空気を蓄えてこの空気を用いて昇圧するか、送気ポンプ
を用いずフロンガスボンベや炭酸ガスボンベを用いて加
圧する方式を取っている。

又、カフのふくらむ過程にて発生するカフ布のこすれや
ファスナーの剥れ等カフより発生するノイズについては
、カフの改良による対応がとられていた。

更に、亢進状態等により脈が強く阻血状態後にカフ中枢
側の拍動により発生するアーチファクトについては、特
に対応がとられていす、自分の予想される血圧以上に高
い圧力まで加圧された場合には、手動により加圧中止ス
イッチあるいは装置停止スイッチを押して加圧を止めて
いた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、カフがふくらむ過程にて生ずる布づれや
ファスナー剥れ（マジックテープ等の）により発生する
ノイズをコロトコフ音と誤認することにより生ずる異常
昇圧、又は亢進状態等により異常に脈の強い場合にカフ
中枢側の拍動によるアーチファクトにより生ずる異常昇
圧は、患者に対する負担を増加し血圧計の安全性を低下
させると同時に、測定誤差による測定精度の低下の原因
ともなっている。

本発明は、前記従来の欠点を除去し、異常血圧を防止す
ると共に測定精度を高めた電子血圧計を提供する。

［課題を解決するための手段］ この課題を解決するために、本発明の電子血圧計は、生
体の一部なカフにて圧迫し、コロトコフ音の発生あるい
は消滅を検出して血圧を測定する電子血圧計であって、 予め定められた昇圧停止条件を判定する判定手段と、該
判定結果に基づいて、昇圧を停止する昇圧停止手段とを
備える。

ここで、前記判定手段は、コロトコフ音センサよりの信
号を２種類の周波数帯域の異なるバンドパス・フィルタ
通過させて出力の相対性を観察することにより、カフ中
枢側の拍動が強い場合又はカフよりノイズが発生してい
る状態かを判別する第１の判別手段を備える。

又、前記判定手段は、昇圧時に計測した最低血圧値と平
均血圧値とから一般に予測される最高血圧値を計算し、
その値に予想される値の最大バラツキを加算した値を昇
圧リミット値とし設け、圧力がこのリミット値に達した
ことを判別する第２の判別手段を備える。

又、前記判定手段は、昇圧時にコロトコフ音と同期して
検出されるカフ振動脈波の最大の大きさに、血圧計のカ
フを含めた測定系で決まるｌより小さい値を掛けたしき
い値を設け、平均血圧検出後に検出されたカフ振動脈波
が２拍以上連続して該しきい値以下になるのを判別する
第３の判別手段を備える。

又、前記判定手段は、昇圧時にコロトコフ音と同期して
検出されるカフ振動脈波の位相関係を用いてコロトコフ
音とノイズとの弁別を行なうことにより、以上昇圧を判
別する第４の判別手段を備える。

［作用］ かかる構成により、カフがふくらむ過程にて生ずる布づ
れやファスナー剥れ（マジックテープ等の）により発生
するノイズをコロトコフ音と誤認することにより生ずる
異常昇圧、又は亢進状態等により異常に脈の強い場合に
カフ中枢側の拍動によるアーチファクトにより生ずる異
常昇圧を防ぐと共に測定精度を高める。

［実施例コ 以下、図面に従って実施例を詳細に説明する。

〈異常昇圧防止の原理〉 まず、異常昇圧防止の原理について説明する。

■異なるバンドパスフィルタによる方法コロトコフ音信
号に含まれる周波数帯は、一般に最高血圧付近（スワン
の第１点付近）では４０〜６０Ｈ２成分が多く、最低血
圧付近（スワンの第５点付近）は６０〜１２０Ｈ２成分
が多く含まれており、最高血圧までは４０〜１２０Ｈｚ
成分が含まれている。一方、カフより発生するノイズは
、４０〜１２０Ｈｚをいつも一様には含んでおらず、４
０〜６０　Ｈｚを主に含んでいる場合、又６０〜１２０
を主に含んでいる場合があり、又カフ中枢側の拍動によ
り生ずるアーチファクトも４０Ｈ２以下の低い信号を主
に含んでおり、４０〜６０Ｈ２の信号は検出部に連続で
はなく断続的にしか検出されない。

従って、コロトコフ音センサよりの信号を周波数帯域の
異なる２種類のバンドパスフィルタを設けてこれらを通
過させ、それぞれより出力された信号のレベルの相対性
を観察し、相対性がない場合が何回か繰り返えされた時
に、カフ中枢側の拍動によるノイズ及びカフより発生す
るノイズと判断して昇圧中止する。

具体的には、４０〜６０Ｈ２のバンドパスフィルタと６
０〜１２０Ｈｚのバンドパスフィルタとを設け、両方の
相対性を見て両方よりあるスレッシュレベル（Ｋ音と認
識されるレベル）以上の信号がペアで出現し、その後４
拍以内まで前者の信号のみが連続に検出された後消滅す
る場合は正常とし、その逆に後者の信号のみ連続に検出
されるか又は前者の信号のみが検出された次に後者の信
号のみが検出される等、前述以外に両信号がベアで検出
されないことが４回つづいた時に、異常と判断して昇圧
を中止することにより異常昇圧を防止する。

■昇圧時の血圧値に基づく方法 一般に最高血圧と平均血圧と最低血圧との関係は、 最高血圧値−平均血圧値 ＝２×（平均血圧値−最低血圧値） であり、この関係を利用し又カフを含めた計測系固有の
バラツキを調べてそのバラツキを加えた値を昇圧リミッ
ト値とすることにより異常昇圧防止する。

具体的には、昇圧時に計測した最低血圧（Ｐｏ　）と平
均血圧（ＰＭ　）とから、−船内に予想される最高血圧
値を ｐ、＋２ｘ　（Ｐう−ｐｏ）と計算し、これにこの計算
により求めた最高血圧と真の最高血圧値をその装置とカ
フを用いて統計的に調べ、その差のバラツキの最大、例
えば３０ｍｍＨｇを加算した値（ＰＬ　）とし ＰＬ　＝３０＋Ｐｕ　＋２　（ＰＭ　Ｐｏ　）にカフ圧
力が到った場合、昇圧異常として昇圧を中止する。

■カフ振動脈波に基づく方法 阻血状態のカフ下の血管容積の変化は、阻血されてない
状態と異なり、かつカフは阻血すれすれの状態にてはカ
フ中央部で阻血されている状態となり、平均血圧時の最
もカフ下の血管容積の変化が大きくなる容積の５０％程
度の容積になるとみられる。従って、このカフ下の血管
容積により変化するカフ振動脈波の大きさも平均血圧ポ
イントの大きさの半分より小さくなると予想される。

これに測定系の誤差を含めた値を設定し、この値以下に
脈波の大きさが２拍以上なったら昇圧を中止することに
よりノイズによる異常昇圧を防ぐことができる。

具体的には、コロトコフ音検出部とカフ圧力に重畳して
いるカフ振動動脈波を分離検出する脈波検出部を設け、
コロトコフ音と同期して検出されるこの脈波検出部から
の脈波の大きさを観察し、脈波検出部及びこの血圧計に
用いるカフを用いて、統計的に最高血圧以上の圧力にな
った場合の脈波の大きさが平均血圧ポイントの脈波の大
きさの何分の１になるのかを調査して求めた、例えば０
．３という数値を掛けた値以下に検出された脈波が２拍
連続してなった場合に、昇圧異常として昇圧を中止する
。

■に音とカフ振動脈波どの位相関係による方法コロトコ
フ信号とカフ振動脈波の位相関係は、−Ｍ的に最低血圧
ポイントではカフ振動脈波の立ち上り部分にてコロトコ
フ音が発生し、それより最高血圧ポイントに近づくにつ
れてカフ振動脈波のピークポイント側に移動し、最高血
圧ポイントにては通常カフ振動脈波のピークポイントか
ら後の部分になる。一方、カフノイズはコロトコフ音と
は位相が一定せずに発生する。又、光進状態等脈の強い
時に発生するカフ中枢側の拍動の影響は、カフ振動脈波
の立ち上りポイントに発生する。

従って、コロトコフ音信号とカフ振動脈波信号との位相
差を検出し、最高血圧時として妥当な位相関係でない場
合にてコロトコフ音認識レベル以上信号が連続して２拍
以上入力された場合に、昇圧異常として昇圧を中止する
。

く電子血圧計の構成例〉 第１図は本実施例の電子血圧計の構成を示すブロック図
である。

生体の一部を圧迫するカフェ及びカフ末梢側にコロトコ
フセンサ２を有し、コロトコフ音センサ２よりの信号を
コロトコフ音検出部１０に入力して増幅器１１により増
幅し、例えば４０〜１２０Ｈ２と６０〜１２０Ｈｚとの
２種類のバンドパスフィルタ１２．１３を通し、それぞ
れのフィルタの出力はしきい値回路１６よりのあるしき
い値以上の場合をコロトコフ音と認識するコンパレータ
１４，１５が接続され、コンパレータ１４゜１５の出力
はマイクロコンピュータ５０に接続されている。

一方、カフェに接続された圧力センサ２１よりの信号を
圧力検出部２０の増幅器２２で増幅してＡ／Ｄコンバー
タ３３に接続し、そのデジタル出力をマイクロコンピュ
ータ５ｏに接続して、カフの圧力を検出している。又、
圧力センサ２１よりの信号を増幅した後、脈波検出部３
０のＤＣ成分を除きノイズをキャンセルする為のバンド
パスフィルタ３１を通したあと再度増幅器３２で増幅し
てＡ／Ｄコンバータ３３に接続し、そのデジタル出力を
マイクロコンピュータ５ｏに接続して、圧力信号に重畳
してるカフ振動脈波信号を検出する。

カフ圧力は、マイクロコンピュータ５０よりのモータ・
バルブ駆動部４１を介して制御される、回転スピードを
コントロール可能な送気ポンプ４２、及び送気ポンプ４
２とカフｌとの間に、昇圧時の送気ポンプ４２より発生
する弁雑音ダイヤフラム駆動音や脈動を防止してコロト
コフ音の検出を可能とする、流体抵抗４６ｂとサージタ
ンク４６ａよりなる脈動防止フィルタ４６とを有し、か
つこのフィルタ４６とパラレルに不必要な時にエアーを
バイパスするバイパスバルブ４５を有し、かつ急速排気
バルブ４３及び定速排気バルブ４７を有する。

マイクロコンピュータ５０は、電源部６０から電源供給
を受けて動作し、カウンタ５１ａとフラグ５１ｂとを有
する演算・制御用のＣＰＵ５１と、制御プログラムを格
納するＲＯＭ５２と、補助記憶用で最高血圧、平均血圧
、最低血圧のポイントを記憶するポイント記憶部５３ａ
と脈波最大値を記憶する最大値記憶部５３ｂとを有する
ＲＡＭ５３とから構成される。又、マイクロコンピュー
タ５０には血圧値表示用のＬＣＤ表示部７０が接続され
ており、この表示部は異常昇圧を報知する異常昇圧イン
デイケータ７１を有している。

本電子血圧計は昇圧時にコロトコフ音を検出してその連
続性を確認することにより、発生ポイントを最低血圧ポ
イント、消滅ポイントを最高血圧ポイントと認識し、一
方、脈波の波高値の最大値のポイントを平均血圧ポイン
トとし、最高血圧認識後には平均血圧ポインｌ−より少
し高い圧力まで急速減圧を行なった後、昇圧時最低血圧
を計測した時よりも遅い圧力変化の減圧スピードにて再
度確度の高い最低血圧の計測を行なうよう動作する。

第２図は上記本電子血圧計の動作の概念を説明する図で
ある。

カフ圧２ＯｍｍＨｇ迄は急速加圧を行った後、中速加圧
となって、コンパレータ１５からコロトコフ音信号が出
現した時点な昇圧時最低血圧ポイント、カフ振動脈波の
最大値を平均血圧ポイント、コンパレータ１４，１５の
両出力が消滅した時点を最高血圧ポイント１減圧時にコ
ンパレータ１５の出力が消滅する最後の時点を減圧時最
低血圧ポイントとする。

この最高血圧認識時点において、上記各以上の昇圧防止
方法に対応して、以下のような制御を行う。

■異なるバンドパスフィルタによる方法前述のコロトコ
フ音検出用の２つのフィルタの出力を観察し、第３Ａ図
〜第３Ｄ図のようなフィルタ１２のみの出力が連続して
４拍以内の場合を除き、例えば第４Ａ図〜第４Ｃ図のよ
うにフィルタ１２とフィルタ１３の出力がペアにならな
いことが平均血圧ポイントより数えて４回あった場合、
異常として昇圧を中止し、たとえば最後のコロトコフ音
を検出したタイミングを最高血圧として表示することと
する。又、この時のこの異常を点滅及び他のインジケー
タにて表示してもかまわない。

■昇圧時の血圧値に基づく方法 この最高血圧認識確認時に昇圧時に求めた最低血圧と平
均血圧より先に示した式に求めた予想される最高血圧に
、この計測系にてバラツキとして考慮すべき、例えば３
０ｍｍＨｇ高い圧力値を昇圧のリミット値と設定し、こ
の値をカフ圧力値がこえるかを検出しこえた場合に昇圧
異常とし昇圧を中止する。この時にはこの異常をインジ
ケータ等で表示する。

■カフ振動脈波に基づく方法 この最高血圧認識時にコロトコフ音と同期して検出され
るカフ振動脈波の大きさを脈波検出部により検出し、そ
の大きさが平均血圧ポイントの脈波の波高値（第２図に
Ａで示す）の、例えば３０％以下に２拍連続してなった
ら、真の最高血圧ポイントを通り越したと判断し、昇圧
を中止し、この時にはこの異常をインジケータ等で表示
する。

■に音とカフ振動脈波どの位相関係による方法この最高
血圧認識時にコロトコフ音と脈波検出部より検出される
脈波どの位相関係を観察し、脈波のピークポイントかそ
れより後にコロトコフ音が出現している時は計測を続行
し、それ以外のタイミングにコロトコフ信号が２拍以上
連続して出現した場合には異常と判断し、昇圧を中止し
妥当とする位相関係の最後コロトコフ音検出ポイントを
最高血圧ポイントと認識し表示する。

又は異常としてインジケータに表示するのみとするか又
は両方を行なうことで対処する。

〈電子血圧計の処理手順〉 第５図及び第６Ａ図〜第６Ｄ図に本電子血圧計の処理手
順を示すフローチャートを示す。

第５図はメインフローであり、まずステップＳｌｌでカ
ウンタｉ、フラグＥ及び圧力値のゼロセット等の初期値
化を行う。ステップＳ１２゜Ｓ１３で２０ｍｍＨｇ迄の
急速加圧を行い、２０ｍｍＨｇ以降は中速加圧に切り換
え、ステップＳ１５で連続したコロトコフ音の発生をチ
エツクする。ステップＳ１６でこのコロトコフ音の発生
ポイントを昇圧時最低血圧ポイントとして記憶する。次
に、ステップＳ１７で脈波の波高値の最大値をチエツク
し、ステップＳ１８でその最大値及びそのポイントを平
均血圧ポイントとして記憶する。

平均血圧後はステップＳ１９で低速加圧に切り換え、ス
テップＳ２０でコロトコフ音の消滅をチエツクする。こ
の時点で異常昇圧が発生する可能性があるので、コロト
コフ音が消滅しない場合はステップＳ２８に進んで、異
常昇圧でないかのチエツクを行う。異常があれば、ステ
ップＳ２９からＳ３０に進んで、ステップＳ３０で急減
圧をして、ステップＳ３１で異常昇圧インデイケータを
セットする。異常昇圧でなければ、ステップＳ２０に戻
ってコロトコフ音の消滅チエツクを繰り返す。

コロトコフ音の消滅があれば、ステップＳ２０から３２
１に進んで、このポイントを最高血圧ポイントとして記
憶し、ステップＳ２２．Ｓ２３で平均血圧子〇（０４１
０ｍｍＨｇ）に急速減圧する。ステップＳ２４で低速減
圧に切り換え、ステップＳ２５でコロトコフ音の消滅を
チエツクし、ステップＳ２６で消滅したポイントを減圧
時の最低血圧ポイントとして記憶し、ステップＳ２７で
昇圧時の最高血圧と減圧時の最低血圧を表示する。

第６Ａ図〜第６Ｄ図はステップＳ２８の異常昇圧チエツ
クのルーチンの前述の４つの例を示すフローである。

第６Ａ図では、まずステップＳ４１で異なるバンドパス
フィルタ１２．１３を通したコロトコフ音がベアである
か否かをチエツクし、ベアであればそのままリターンす
る。ベアでない場合に、ステップＳ４２で第３Ａ図〜第
３Ｄ図に示した４種のパターンであれば、そのままリタ
ーンする。４種のパターンでない場合は、ステップＳ４
３でカウンタｉを１つカウントアツプし、ステップＳ４
４でｉが４か否かをチエツクし、４でなければそのまま
リターンする。４の場合にステップＳ４５に進んで異常
昇圧のフラグＥをセットしてリターンする。

第６Ｂ図では、ステップＳ５１で平均血圧値ＰＭと最低
血圧値Ｐ。からＰ。＋２（Ｐｖ　　Ｐｏ）＋３０を計算
してこれをＰａに入れる。ステップＳ５２で現在の圧力
値ＰがＰａより大きいか否かがチエツクされ、大きくな
い場合はそのままリターンする。大きければステップＳ
３に進んで異常昇圧のフラグＥをセットしてリターンす
る。

第６Ｃ図では、ステップＳ６１で脈波の最大値Ａから０
．３ＸＡを計算してＡＯに入れる。

ステップＳ６２で現在の脈波の波高値が八〇より小さい
か否かをチエツクし、小さくなければステップＳ６６で
ｉ二〇としリターンする。小さい場合はステップＳ６３
でカウンタｉをカウントアツプし、ｉ＝２でなければそ
のままリターンする。ｉ＝２の場合にステップＳ６５に
進んで異常昇圧のフラグＥをセットしてリターンする。

第６Ｄ図では、ステップＳ７１でコロトコフ音と脈波ど
の位相を比較し、ステップＳ７２で第７Ａ図のようにコ
ロトコフ音が脈波前方にあるか否かをチエツク、前方で
なければステップＳ７６でｉ＝０としリターンする。あ
ればステップＳ７３でカウンタｉをカウントアツプし、
ステップＳ７４でｆ＝２か否かチエツクし、ｉ＝２でな
ければそのままリターンする。ｉ＝２の場合はステップ
Ｓ７５で異常昇圧のフラグＥをセットしてリターンする
。

尚、本例では第６Ａ図〜第６Ｄ図を独立した異常昇圧チ
エツクとしたが、これらを組み合わせることにより、更
に正しい異常昇圧のチエツクが行なわれる。

［発明の効果］ 本発明により、異常血圧を防止すると共に測定精度を高
めた電子血圧計を提供できる。

すなわち、カフの布ずれ及びファスナー剥れ等昇圧時に
発生するカフのノイズにより異常に昇圧される減少が防
げるため、患者に対する安全が確保され、負担が軽減さ
れた。また、この種のノイズの発生による測定誤差が防
止でき精度の向上が測れた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の電子血圧計の構成を示すブロック図
、 第２図は本実施例の電子血圧計での血圧測定の原理を示
す図、 第３Ａ図〜第３Ｄ図は異常昇圧としないパターンを示す
図、 第４Ａ図〜第４Ｃ図は異常昇圧のパターン例を示す図、 第５図は本実施例の電子血圧計の処理手順を示すフロー
チャート、 第６Ａ図〜第６Ｄ図は異常昇圧チエツクのルーチンの例
を示すフローチャート、 第７Ａ図、第７Ｂ図はコロトコフ音と脈波の位相を示す
図である。 図中、■・・・カフ、２・・・コロトコフセンサ、１０
・・・コロトコフ音検出部。１１・・・増幅器、１２・
・・バンドパスフィルタ（４０〜１２０Ｈ２）　　　１
３・・・バンドパスフィルタ（６０〜１２０Ｈｚ）　　
　１４．１５・・・コンパレータ、１６・・・しきい値
回路、２０・・・圧力検出部、２１・・・圧力センサ、
２２・・・増幅器、３０・・・脈波検出部、３１・・・
バンドパスフィルタ、３２・・・増幅器、３３・・・Ａ
／Ｄコンバータ、４１・・・モータ・バルブ駆動部、４
２・・・送気ポンプ、４３・・・急速排気バルブ、４５
・・・バイパスバルブ、４６・・・脈動防止フィルタ、
４６ａ・・・サージタンク、４６ｂ・・・流体抵抗、４
７・・・定速排気バルブ、５０・・・マイクロコンピュ
ータ、５１・・・ＣＰＵ、５１ａ・・・カウンタｉ、５
１ｂ・・・フラグＥ１５２・・・ＲＯＭ５３・・・ＲＡ
Ｍ、５３ａ・・・ポイント記憶部、５３ｂ・・・最大値
記憶部、６０・・・電源部、７０・・・ＬＣＤ表示部、
７１・・・異常昇圧インデイケータである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）生体の一部をカフにて圧迫し、コロトコフ音の発
   生あるいは消滅を検出して血圧を測定する電子血圧計で
   あつて、 予め定められた昇圧停止条件を判定する判定手段と、 該判定結果に基づいて、昇圧を停止する昇圧停止手段と
   を備えることを特徴とする電子血圧計。
2. （２）前記判定手段は、コロトコフ音センサよりの信号
   を２種類の周波数帯域の異なるバンドパスフィルタ通過
   させて出力の相対性を観察することにより、カフ中枢側
   の拍動が強い場合又はカフよりノイズが発生している状
   態かを判別する第１の判別手段を備えることを特徴とす
   る請求項第１項記載の電子血圧計。
3. （３）前記判定手段は、昇圧時に計測した最低血圧値と
   平均血圧値とから一般に予測される最高血圧値を計算し
   、その値に予想される値の最大バラツキを加算した値を
   昇圧リミット値とし設け、圧力がこのリミット値に達し
   たことを判別する第２の判別手段を備えることを特徴と
   する請求項第１項又は第２項記載の電子血圧計。
4. （４）前記判定手段は、昇圧時にコロトコフ音と同期し
   て検出されるカフ振動脈波の最大の大きさに、血圧計の
   カフを含めた測定系で決まる１より小さい値を掛けたし
   きい値を設け、平均血圧検出後に検出されたカフ振動脈
   波が２拍以上連続して該しきい値以下になるのを判別す
   る第３の判別手段を備えることを特徴とする請求項第１
   項乃至第３項のいずれか１つに記載の電子血圧計。
5. （５）前記判定手段は、昇圧時にコロトコフ音と同期し
   て検出されるカフ振動脈波の位相関係を用いてコロトコ
   フ音とノイズとの弁別を行なうことにより、以上昇圧を
   判別する第４の判別手段を備えることを特徴とする請求
   項第１項乃至第４項のいずれか１つに記載の電子血圧計
   。