JPH05317274A - 電子血圧計 - Google Patents

電子血圧計

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JPH05317274A
JPH05317274A JP4124670A JP12467092A JPH05317274A JP H05317274 A JPH05317274 A JP H05317274A JP 4124670 A JP4124670 A JP 4124670A JP 12467092 A JP12467092 A JP 12467092A JP H05317274 A JPH05317274 A JP H05317274A
Authority
JP
Japan
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pulse wave
wave amplitude
cuff
pressure
amplitude
Prior art date
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Pending
Application number
JP4124670A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Shirasaki
修 白崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP4124670A priority Critical patent/JPH05317274A/ja
Publication of JPH05317274A publication Critical patent/JPH05317274A/ja
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脈波振幅平滑化処理を不整脈、カフ圧変化の
遅速、脈拍数の遅速の影響を受けずに適正になし得る電
子血圧計を提供する。 【構成】 脈波振幅平滑化処理を行う際に、当該脈波振
幅Amp(n)に対応するカフ圧Pc(n)と、周辺脈
波振幅に対応するカフ圧Pc(n+1) 、Pc(n+2)、Pc
(n-1) 、Pc(n-2) の差(圧力距離)に応じた重みRを
重み関数Riから求め、各周辺の脈波振幅Am
(n+1) 、Amp(n+2) 、Amp(n-1) 、Amp(n -2)
に乗じて修正し、当該脈波振幅Amp(n)と修正した
周辺脈波振幅を用いて移動平均を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、オシロメトリック法
(振動法)採用の電子血圧計に関する。
【0002】
【従来の技術】オシロメトリック法の電子血圧計は、カ
フ圧の変化過程で、脈波成分を抽出し、各脈波の振幅を
算出し、各振幅を図4の(a)に示すように、カフ圧軸
上に配列し、得られた脈波振幅列の包絡線Eに対し、よ
く知られたアルゴリズムを適用し、最高血圧、最低血圧
を決定している。
【0003】ところで、血圧は常に多少なりとも1拍毎
に変動しているため、実際には脈波振幅も1拍ごとにば
らつくことが多い。すなわち、単に振幅をつないだだけ
では図4の(b)に示すように1拍ごとに「がたつい
た」包絡線となり、測定値が安定しなかったり、大きな
誤差を招来したりする。この種の包絡線上の不安定性は
不整脈などが伴う場合は図5の(a)に示すようにさら
により顕著となるが、このような包絡線を用いて得られ
る結果は、本来算出されるべき測定値ではない。このよ
うに不整脈による瞬間的な血圧変動、あるいは微小な身
体の動きなどによる包絡線上の外乱を除去し、測定誤差
を解消するため、従来は、一般に移動平均などの包絡線
平滑化の処理が用いられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この移動平
均の平滑化効果が不足であると、前述のような外乱を充
分に除去することができないが、反面、効果が高過ぎる
と本来の包絡線が変形−つまり血圧値を与える包絡線情
報が消失−してしまうという問題がある。これも同じく
測定誤差に結びつくのは言うまでもない。したがって平
滑化の効果は、本来の包絡線形状を損なわない範囲内で
設定する必要がある。
【0005】一般に移動平均は、当該データの前後k個
のデータをサンプリングし、その全平均を算出して該当
データ値と置き換えることによって実行される。定数k
は、平滑化効果を考慮して任意に設定される。つまり平
滑化効果は、データを前後何個サンプリングするか(平
均算出対象とするか)に依存し、数多くサンプリングす
るほど平滑化効果が大きくなる。これは脈波包絡線の場
合、「当該点に、どれだけ遠くの圧力点の情報(振幅)
を反映させるか」という問題と等価である。
【0006】ところがここで問題となるのは、隣接脈波
間のカフ圧距離が非常に広い範囲で変化することであ
る。この隣接脈波間の圧力距離を支配するのは、脈拍数
と排気速度であるが、例えば、通常ヒトの脈拍数は安静
時でも40〜120〔拍/分〕の範囲に分布するから、
圧力距離はそれだけで3倍の範囲で変化することにな
る。また排気速度は、理想的な速度に近くなるよう排気
弁が設計されているものの、腕の太さ(腕周)の違いに
よって2倍以上の範囲で変化する。
【0007】このように、変化要因が種々変化すること
により、隣接脈波間のカフ圧距離は数倍の範囲で変化す
るため、移動平均において同じ数の脈波をサンプリング
しても、平滑化の効果が大きく変化してしまう。つま
り、脈拍数が遅い、あるいは排気速度が速い場合には平
滑化効果が大き過ぎるため、包絡線形状が変形し精度が
劣化するし、反対に脈拍数が速い、あるいは排気速度が
遅い場合には、平滑化効果が不足し、不整脈や体動なと
による外乱が除去し切れずに再現性が低くなる、という
問題があった。
【0008】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであって、脈波振幅平滑化処理を、不整脈、カフ
圧変化の遅速、脈波数の大小の影響を受けず、より適正
になし得る電子血圧計を提供することを目的としてい
る。
【0009】
【課題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、カフと、カフを加圧する加圧手段と、カフを
徐々に減圧する減圧手段と、カフ内の圧力を検出するカ
フ圧検出手段と、前記減圧手段による減圧中にカフ圧信
号上に重畳した脈波成分を抽出する脈波抽出手段と、抽
出した1拍毎の脈波について振幅を算出・記憶する脈波
振幅算出手段と、前記脈波振幅それぞれに対応するカフ
圧を決定・記憶するカフ圧記憶手段と、減圧中に算出さ
れた一連の脈波振幅列に平滑化を行う脈波振幅平滑化処
理手段と、カフ減圧過程において前記脈波振幅および/
またはその他の生体信号に基づいて血圧を測定する血圧
測定手段とを備えた電子血圧計において、前記脈波振幅
平滑化処理手段は、対象となる当該脈波振幅に対応する
カフ圧と周辺脈波振幅に対応するカフ圧との圧力距離か
ら求めた重み係数を、周辺脈波振幅に乗ずる脈波振幅補
正手段と、当該脈波振幅とその前後何拍かの重みづけで
修正した周辺脈波振幅とを用いた移動平均計算手段とを
備えている。
【0010】この電子血圧計では、脈波振幅平滑化処理
手段で、各脈波振幅を平滑化処理する際に、当該脈波振
幅とその前後の何拍かの脈波振幅とを用いて、移動平均
計算手段で移動平均を行う際に、移動平均計算を行う周
辺の各脈波振幅は、当該脈波振幅に対応するカフ圧と各
周辺脈波振幅に対応するカフ圧との圧力距離に応じた重
み係数(例えば図6に示すように周辺に行くほど係数が
小)を、周辺脈波振幅に乗じて求めるものであるから、
不整脈等により、各脈波間のカフ圧距離が相違しても、
あるいはカフ圧変化速度等に遅速があってもそれに影響
を受けずに平滑化処理を行うことができる。
【0011】
【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。この実施例電子血圧計のハード構成は、図
1に示すように、カフ1と、加圧用のポンプ2と、急速
排気弁3と、微速排気弁4と、圧力センサ5と、ローパ
スフィルタ6と、A/D変換器7と、MPU8と、表示
器9とから構成されている。ポンプ2はMPU8の制御
により加圧量が調節可能なものである。圧力センサ5の
出力は、ローパスフィルタ6を介して、A/D変換器7
に入力される。このローパスフィルタ6は、加圧中ポン
プ2から発する圧ノイズを除去するために設けられてい
る。A/D変換器7でデジタル信号に変換された圧信号
はMPU8に取り込まれる。MPU8は、A/D変換器
7からの圧信号とともに、それに重畳している脈波成分
を抽出して、後述の血圧決定等の処理に使用する。さら
にMPU8はポンプ2、急速排気弁3、微速排気弁4な
どを制御してカフ圧をコントロールするとともに、表示
器9に測定結果などを与えて表示を行う。もっとも、図
1に示すハード構成は、オシロメトリック電子血圧計と
して、一般的なものであり、この実施例電子血圧計の特
徴は、MPU8で実行する脈波振幅平滑化処理にある。
これについては後に詳述する。
【0012】次に、図2に示すフローチャートにより、
実施例電子血圧計の全体動作を説明する。先ず、スター
トスイッチなどにより動作が開始すると、まずMPU8
はポンプ2を駆動して加圧を開始する(ST1)。そし
て、カフ圧が予め設定されている目標圧に到達したが否
かが判断される(ST2)。加圧が目標に到達すると、
ST3に進み加圧が停止されるとともに、微速排気弁4
により、カフを徐々に減圧し始める(ST3)。
【0013】ST4に進むと、A/D変換器7からのカ
フ圧の信号が読み込まれる。また、次の処理ST5で
は、そのカフ圧データから脈波成分を抽出し、1拍毎に
認識する。脈波成分の抽出は、カフ圧データを入力とし
たMPU8内のハイパスフィルタ(図示せず)の出力な
どとして求められるし、1拍毎の脈波認識は、脈波信号
の立ち上がり点を検出し、それを脈波の始点(または終
点)とすることにより実現されるが、一般的手法である
のでここでは詳細を省略する。
【0014】次の処理ST6では、1拍毎の脈波それぞ
れに対応するカフ圧PC(n)と脈波振幅AMP(n)
が算出される。ここで、添字nは脈波の拍番号であり、
この対となるカフ圧と脈波振幅によって、内部的に包絡
線が形成される。さて、脈波の1拍毎脈波振幅AMP
(n)が算出されると、次の処理ST7において、脈波
振幅の平滑化が実行される。また、次の処理ST8で
は、平滑化処理を実行された包絡線を用いて血圧算出が
行われるが、これについてはやはり詳細を後述する。
【0015】ST9では、減圧が進み最高・最低血圧の
両者とも算出済かどうかが判断され、算出済の場合、S
T10、11に進み、カフ内の圧力を急速排気弁3を開
いて急速排気により除去した後、表示器9に測定結果を
表示して全ての動作を終了する。脈波振幅の包絡線平滑
化処理の詳細について説明する。ここでは、5点の重み
つきを移動平均とし、平滑化振幅AAMP(n)を次式
により求める。
【0016】n=1の時:AAMP(n)=AMP
(n) n>1の時:
【0017】
【数1】
【0018】Ri=1−ABS〔Cuf(n)−Cuf
(i)〕/Spc、 但しRi≧0 注.1:ABSは引数の絶対値を表す。 2:k=1(n=2の時) k=2(それ以外の時) ここで、Spcは平滑化効果の調整係数であり、kは当
該脈波AMP(n)の前後、何拍までを平滑化に反映さ
せるかの変数である。またRiは、上算出において各脈
波のそれぞれに乗じる重み関数である。
【0019】Spcは、例えば15mmHgなどの値が
設定される。その場合、重み関数Riは当該脈波振幅に
対応するカフ圧PC(n)を中心として±15mmHg
のカフ圧点に向かって直線的に0となる三角形となる
(図6参照)。つまり、5点平均としながら、PC
(n)に近い脈波振幅は大きな重みで反映されるし、P
C(n)から離れるにつれて小さな重みとなる。例え
ば、当該脈波振幅の周辺脈波振幅がカフ圧距離でPc
(n)とPc(n+1) で+3mmHg、Pc(n)とPc
(n +2) で+6mmHg、Pc(n)とPc(n-1) で−3
mmHg、Pc(n)とPc(n-2) で−7mmHgに存
在すると、重みは、図6の関数を用いて12/15、9
/15、12/15、8/15となる。したがって、±
15mmHgを越える範囲に存在する脈波振幅は、±2
拍であっても平滑化脈波振幅AAMP(n)に反映され
ず、包絡線の変形が防止される。例えば、平滑化処理前
の包絡線が図5の(a)に示すように、不整脈でガタツ
キがある場合でも、この実施例の平滑化処理により、図
5の(b)に示すように、スムーズな包絡線が得られ
る。
【0020】またkは、本例では5点平均としているた
め基本的に2が設定されるが、2拍目までは5点平均が
不可能なので、特別にk=1とされる。図2におけるS
T8の血圧算出処理は図3に示すフローチャートによ
り、説明する。ここでは、脈波検出処理により、脈波区
切り点が検出されていることとする。また脈波の番号
n、及び最高血圧SP、最低血圧DPはともに0に初期
化済みとする。
【0021】先ず脈波番号nが1インクリメントされる
と(ST21)、次に当該脈波について脈波振幅AMP
(n)及びそれに対応するカフ圧Pc(n)を算出する
(ST22)。次にAMP(n)がAmaxと比較され
る(ST23)。Amaxは、それまでに検出された脈
波振幅の最大値を与える変数である。もしAMP(n)
>Amaxである場合には、脈波振幅列の包絡線がまだ
極大点に達していないとしてST31に分岐して、AM
P(n)の値をAmaxに代入した後、リターンする。
一方、ST23で、AMP(n)≦Amaxである場合
は、脈波振幅列の包絡線は既に極大点を通過し減少過程
にあると判断し、ST24に進み、最高血圧の変数SP
が0であるか否か判定する。ここで、SP=0であるな
らば、SPが未決定であるとして、ST25〜ST28
からなるSP算出処理を行うが、SP決定済の場合はS
T29に進む。
【0022】処理がST25に進むと、先ず脈波のカウ
ンタjを現在の脈波番号nにセットする。次にカウンタ
jを1デクリメントして(ST26)、jで指定される
脈波振幅AMP(j)を極大値Amaxと比較する。こ
こでAMP(j)≦Amax×0.5であれば(ST2
7)、その対応するカフ圧PC(j)を最高血圧SPと
する(ST28)。そしてリターンする。
【0023】ST29とST30は拡張期圧(最低血
圧)算出処理が行われる。ST29では脈波振幅AMP
(n)がDP算出閾値(ここではAmax×0.7とし
ている)以下に減少したか判定し、AMP(n)≦Am
ax×0.7となるとカフ圧Pc(n)を最低血圧DP
として、リターンする(ST30)。
【0024】
【発明の効果】この発明によれば、脈波振幅平滑化処理
手段が、対象となる当該脈波振幅に対応するカフ圧と、
周辺脈波振幅に対応するカフ圧との圧力距離が求めた重
み係数を、周辺脈波振幅に乗ずる脈波振幅補正手段と、
当該脈波振幅とその前後何拍かの重みづけされた周辺振
幅とを用いた移動平均計算手段を備えるものであるか
ら、不整脈の発生、カフ圧変化の遅速、脈波数の遅速の
影響を受けることなく、常にスムーズに平滑化処理か適
正に行われ、精度良く血圧測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が実施される電子血圧計のハード構成
を示すブロック図である。
【図2】同電子血圧計の全体動作を説明するためのフロ
ーチャートである。
【図3】同電子血圧計の血圧算出処理を説明するための
フローチャートである。
【図4】オシロメトリック電子血圧計で使用する脈波振
幅列を説明するための図である。
【図5】上記実施例電子血圧計の不整脈発生時の脈波振
幅平滑化処理前と処理後を説明するための図である。
【図6】同実施例電子血圧計で使用する、重み関数を示
す図である。
【符号の説明】
1 カフ 2 ポンプ 3 急速排気弁 4 微速排気弁 5 圧力センサ 6 ローパスフィルタ 7 A/D変換器 8 MPU 9 表示器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カフと、カフを加圧する加圧手段と、カフ
    を徐々に減圧する減圧手段と、カフ内の圧力を検出する
    カフ圧検出手段と、前記減圧手段による減圧中にカフ圧
    信号上に重畳した脈波成分を抽出する脈波抽出手段と、
    抽出した1拍毎の脈波について振幅を算出・記憶する脈
    波振幅算出手段と、前記脈波振幅それぞれに対応するカ
    フ圧を決定・記憶するカフ圧記憶手段と、減圧中に算出
    された一連の脈波振幅列に平滑化を行う脈波振幅平滑化
    処理手段と、カフ減圧過程において前記脈波振幅および
    /またはその他の生体信号に基づいて血圧を測定する血
    圧測定手段とを備えた電子血圧計において、 前記脈波振幅平滑化処理手段は、対象となる当該脈波振
    幅に対応するカフ圧と周辺脈波振幅に対応するカフ圧と
    の圧力距離から求めた重み係数を、周辺脈波振幅に乗ず
    る脈波振幅補正手段と、当該脈波振幅とその前後何拍か
    の重みづけで修正した周辺脈波振幅とを用いた移動平均
    計算手段とを備えるものであることを特徴とする電子血
    圧計。
  2. 【請求項2】前記周辺脈波振幅に乗ぜられる重み係数
    は、当該脈波振幅に対応するカフ圧点からの距離を変数
    とする1次関数として求められるものである請求項1記
    載の電子血圧計。
JP4124670A 1992-05-18 1992-05-18 電子血圧計 Pending JPH05317274A (ja)

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JP4124670A JPH05317274A (ja) 1992-05-18 1992-05-18 電子血圧計

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JP4124670A JPH05317274A (ja) 1992-05-18 1992-05-18 電子血圧計

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8652055B2 (en) 2004-08-12 2014-02-18 Shisei Datum Co., Ltd. Electronic hemomanometer, method of correcting pulse wave data of electronic hemomanometer, program for causing a computer to execute procedures and computer-readable recording medium
JP2016508386A (ja) * 2013-01-25 2016-03-22 ユーピー メッド ゲーエムベーハーUP−MED GmbH 非観血式血圧測定に基づき患者の脈波を近似させるための方法、論理演算装置及びシステム

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8652055B2 (en) 2004-08-12 2014-02-18 Shisei Datum Co., Ltd. Electronic hemomanometer, method of correcting pulse wave data of electronic hemomanometer, program for causing a computer to execute procedures and computer-readable recording medium
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