(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の一部に巻くカフと、前記カフ内の圧力を加減圧することによってカフ圧を調整するカフ圧調整手段と、前記カフ内の圧力及び脈波を検出する圧力センサと前記圧力センサからの出力データを演算処理して血圧測定をする演算処理手段を備える電子血圧計において、前記演算処理手段は、心臓収縮の開始に伴う脈波の立ち上がりポイント検出手段と、立ち上がりポイントからの計時手段と、前記計時手段に対応した脈波波高値を脈波振幅として検出する脈波振幅検出手段と、血圧決定手段とから構成され、前記血圧決定手段は、前記立ち上がりポイントからの計時手段に規定値を与え、前記計時手段に対応した前記脈波振幅検出手段の検出した脈波振幅の変化に基づき最高血圧値を決定することを特徴とする電子血圧計。
【請求項２】
前記血圧決定手段は、前記立ち上がりポイントからの計時手段に与える規定値として、８０ミリ秒から１２０ミリ秒までの任意の値を選択することを特徴とする請求項１に記載の電子血圧計。
【請求項３】
前記血圧決定手段は、前記立ち上がりポイントからの計時手段に与える規定値として、検出した脈波に基づき任意の値を選択することを特徴とする請求項１に記載の電子血圧計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、脈波の振幅変化に基づいて血圧値を決定する電子血圧計における、血圧、特に最高血圧を決定するための脈波の振幅検出手段に特徴を有する電子血圧計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、脈波の振幅に基づいて血圧値を決定する電子血圧計において、最高血圧の決定に用いる脈波の振幅としては、心臓の収縮開始時点から次の心臓収縮開始時点までの脈波の１周期の最大値（ピ−ク値）から最初の心臓収縮開始時点（ボトム）値との差を用いるか、また、脈波検出手段で処理する周波数帯域がＡＣ（０．５Ｈｚ〜数１０Ｈｚ）の場合には、前記ピ−ク値からＡＣ増幅器の仮想ゼロレベル値または、前記脈波の１周期の最小値との差を用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通常、カフの圧力伝達効率はカフ中央部で高く、両端では低くなる傾向を有している。したがって、カフ圧が最高血圧より高い阻血状態においても、カフ下の動脈の圧閉ポイントはカフ中央部のみであり、カフ装着部位より心臓に近い側（カフ上流側）ではカフ下に拍動に伴う血液が出入りしカフ下の動脈が容積変化をし、脈波が発生している。
【０００４】
カフ圧が最高血圧より低くなると、カフ上流側からカフの末梢側（カフ下流側）に血流が発生する。最高血圧の決定には、上記カフ上流部の容積変化に重なったカフ下流側への血流の発生によるカフ下容積変化に伴う脈波の変化を検出すべきではあるが、従来の方式で脈波振幅を検出すると、この変化が明瞭な場合と明瞭では無い場合が発生していた。つまり、従来方式の脈波検出方法ではカフ上流部の血管容積変化が支配的となりカフ上流側から下流側へ発生する血流による容積変化を検出できないことがあった。
【０００５】
したがって、従来の最高血圧決定は、カフ圧を最高血圧以上に加圧しその後減圧する過程にて検出された最大脈波振幅、または、加圧途中で検出された最大脈波振幅の約０．５倍にあたる振幅におけるカフ圧を最高血圧にする等、単に経験に基づいた測定原理の不明確な方法で行わざるを得なかった。
【０００６】
この発明は、以上のような問題点を解決し、精度の高い、信頼性の高い、最高血圧決定方式を備えた電子血圧計を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成させる為に、この発明の電子血圧計は、次の構成よりなる。
【０００８】
（１）生体の一部に巻くカフと、前記カフ内の圧力を加減圧することによってカフ圧を調整するカフ圧調整手段と、前記カフ内の圧力及び脈波を検出する圧力センサと前記圧力センサからの出力データを演算処理して血圧測定をする演算処理手段を備える電子血圧計において、前記演算処理手段は、心臓収縮の開始に伴う脈波の立ち上がりポイント検出手段と、立ち上がりポイントからの計時手段と、前記計時手段に対応した脈波波高値を脈波振幅として検出する脈波振幅検出手段と、血圧決定手段とから構成され、前記血圧決定手段は、前記立ち上がりポイントからの計時手段に規定値を与え、前記計時手段に対応した前記脈波振幅検出手段の検出した脈波振幅の変化に基づき最高血圧値を決定することを特徴とする電子血圧計。
【０００９】
（２）前記血圧決定手段は、前記立ち上がりポイントからの計時手段に与える規定値として、８０ミリ秒から１２０ミリ秒までの任意の値を選択することを特徴とする上記（１）に記載の電子血圧計。
【００１０】
（３）前記血圧決定手段は、前記立ち上がりポイントからの計時手段に与える規定値として、検出した脈波に基づき任意の値を選択することを特徴とする上記（１）に記載の電子血圧計。
【００１２】
この様な構成の電子血圧計では、心臓収縮の開始に伴う立ち上がりポイントよりある時間遅れたポイントの脈波の大きさをとらえて、その変化によりカフ上流側から下流側への血流の発生現象を検出している。
つまり、この最高血圧決定方法は次の現象に基づき案出したものである。
カフサイズと装着部位の太さとの関係、カフの巻き方、また、動脈弾性、血液粘度等により、心臓の収縮によりカフの上流側に血流が進入してからカフの中央部を抜けてカフ下流側に至るには、ある時間を要する。
【００１３】
従来の様に脈波のピ−クからボトムまでの大きさ、または、ピ−クから最小値までの、大きさを振幅として検出すると、カフ圧が最高血圧より高い場合には、カフの上流部に進入してきた血流による変化が支配的となり、上記、カフ下流側への血流の容積変化を正確に検出できなかった。
したがって、最高血圧の決定にあたっては、カフ上流部の血管容積変化に起因した脈波変化よりある時間遅れた時相の振幅の変化を捕らえれば、カフ上流側から下流側への血流の発生ポイントを感度良く検出することが可能となり、精度が高く、信頼性の高い最高血圧決定方法が実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下引き続き、本発明に基づく電子血圧計の要旨をさらに明確にするため、図面を利用して実施の形態を説明する。
【００１５】
＜本実施の形態の血圧計の構成例＞
図１は、この発明に掛かる電子血圧計のエア−系と測定回路の具体的な１実施例を示すブロック図である。
カフ１はチュ−ブ２を介して加圧ポンプ３、定速減圧弁４、急速減圧弁５、圧力センサ６に接続されている。
圧力センサ６の出力は増幅器７で増幅され、Ａ／Ｄ変換器８でアナログ値からデジタル値に変換される。このデジタル値はＭＰＵ（演算処理手段）９に入力される。
【００１６】
さらに、ＭＰＵ９（演算処理手段）ではこのデジタル入力から心臓収縮の開始に伴う立ち上がりポイントに一致するボトムポイントの検出を行い、このボトムポイントからある規定時間（約８０から約１２０ミリ秒）遅れたポイントの波高値からボトムポイントの値を引いた差を振幅として測定し、そのときのカフ圧力値と一対にして記憶部１０に記憶する。
【００１７】
最高血圧以上のカフ圧より最高血圧以下のカフ圧に減圧されるまで、または最高血圧より低いカフ圧力より最高血圧より高いカフ圧力まで加圧されるまで振幅の測定と記憶を行う。記憶された振幅値を時系列に並べて、それぞれ前後の振幅の変化を計算し、振幅の変化があるレベル以上になった脈波のカフ圧力値を最高血圧値と決定する機能を有している。
【００１８】
図２は、実施例電子血圧計の具体的な処理動作を示すフロ−チャ−トである。
測定部位にカフ１を装着し、開始スイッチ１１を押すと、圧力がゼロセット（ＳＴＥＰ１）され、急速減圧弁５が閉じ、加圧ポンプ３が作動し（ＳＴＥＰ２）、その後、徐々にカフ１内が加圧される。カフ１内は、最高血圧以上の加圧設定値まで加圧され、カフ装着部位の血管は圧迫され、閉塞する。カフ圧が、加圧設定値を越えたことが検知されると（ＳＴＥＰ３）、加圧ポンプ３が止まり定速減圧弁４により減圧が開始する（ＳＴＥＰ４）。
【００１９】
減圧が始まると、ＭＰＵ（演算処理手段）９が取り込んだ信号から脈波のボトムポイントの検出（ＳＴＥＰ５）およびボトムポイントから規定時間（約８０〜約１２０ミリ秒）経過したポイントの波高値を検出し、ボトムポイントのとの差を計算し振幅とする（ＳＴＥＰ６）。この振幅値とカフ圧値（ボトムポイントの値）とを一対にして時系列に記憶する。
【００２０】
脈が検出されるごとに、一拍前の脈波との振幅の変化（Δｈ）を計算し、Δｈが閾値（ΔＳＹＳ）を越えて大きくなった場合（ＳＴＥＰ７）に、その時点のカフ圧力値を最高血圧値（Ｐｓｙｓ）として記憶する（ＳＴＥＰ８）。Δｈが閾値（ΔＳＹＳ）を越えなかった場合、ＳＴＥＰ５に戻る。
【００２１】
最高血圧を検出した後は、引き続き、最低血圧の検出を行う。最低血圧が検出されると、急速減圧弁５は開き、カフ圧が大気圧まで排気され、表示器１２に最高血圧値と最低血圧値が表示され、測定が終了する。
【００２２】
図３は、前述の図１に示した血圧計により、得られた波形の１例である。図３は圧センサによって検出された時系列波形を示しており、収縮期血圧以上に加圧された後、徐々に減圧されながら、血圧が検出される際のカフの内圧変化を示している。
【００２３】
図４は、図３に示された収縮期血圧付近の各点Ａ，Ｂ，Ｃにおける圧力波形を、ハイパスフィルタにかけ、交流成分だけを抽出して得られた脈波波形である。
【００２４】
図４より、収縮期血圧付近のＡ、Ｂ、Ｃ点において、脈波の最大ピーク点までの波高値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はほぼ一定に増加していることがわかる。一方で、脈波の立ち上がり点より１００ミリ秒（mｓeｃ．）経過後の波高値を観察すると、A点の波高値Ｐ’１に比べ、Ｂ点の波高値Ｐ’２は顕著な増加を示している。このように、脈波の立ち上がりから、一定時間経過の波高値を求め脈波振幅とすることで、収縮期血圧を決定することが可能である。
【００２５】
また、本実施例では、脈波のボトムポイントからの規定時間を８０〜１２０ミリ秒程度の固定の値（図４では１００ミリ秒の規定時間）とし、規定時間経過後の波高値を検出する方法を示したが、本発明における規定時間の決定法は、前述の実施例のみに限定されない。例えば、血圧の計測前に、３０mmHg程度に加圧しておき、脈波を検出して、脈波の立ち上がりからピークの時間を算出し、その値を元に、脈波の規定時間を決定する、あるいは脈拍数によって時間を変更するなど、固定の規定時間を用いない方法が考えられるが、これらは、本発明の範疇である。
【００２６】
【発明の効果】
この発明では以上のように、脈波の心臓収縮の開始に伴う立ち上がりポイント（ボトムポイント）からある規定時間遅れた波高値とボトムポイントの差を脈波振幅として、この脈波振幅の変化を用いて最高血圧を決定することとしたので、カフ上流側からカフ下流側への血流の発生を的確に検出でき、原理的にも明確であり、個体差による誤差の生ずる畏れが無い、精度の良い、信頼性の高い電子血圧計の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の電子血圧計を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例の電子血圧計の処理動作を示すフロ−チャ−トである。
【図３】本発明の一実施例の電子血圧計で得られた波形の１例である
【図４】図３に示された各点Ａ，Ｂ，Ｃにおける圧力波形の本発明の原理を説明する拡大波形である。
【符号の説明】
１    カフ
２    チュ−ブ
３    加圧ポンプ
４    定速減圧弁
５    急速減圧弁
６    圧力センサ
７    増幅器
８    Ａ／Ｄ変換器
９    ＭＰＵ（演算処理手段）
１０    記憶部
１３    電池
１４    表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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