(57)【要約】【課題】血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測方法及びその装置を提供する。【解決手段】血中酸素濃度計により、心臓動脈脈動における血中酸素の周期的の連続した変化波形、並びに心電図計により、血圧の収縮期圧、拡張期圧の脈動インターバルを確実に検出し、この脈動インターバルと血中酸素濃度計より計測された連続した変化波形を対応させ、マイクロプロセッサーを用いて、この連続した変化波形と心電図の脈動インターバルと対応させ断面積を算出し、保存された計算式でもって収縮期圧と拡張期圧の値に換算することにより、血圧値（収縮期圧と拡張期圧）の精確計測を実現する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じ時間軸における血中酸素濃度計により、心臓脈動の血中酸素の周期的な連続変化波形を測定し、
心電図計により心臓の収縮期と拡張期のインターバルに対応させ、
マイクロプロセッサーにより血中酸素の周期的な連続変化波形が時間軸に対応する断面積を算出し、
心電図の測定により収縮期圧と拡張期圧の計算インターバルを確定し、
マイクロプロセッサーに保存された計算式によって演算処理した後、収縮期圧と拡張期圧の値を算出することを特徴とする、
血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測方法。
【請求項２】
二つ以上の連続した拡張期/収縮期インターバルによって計算された血中酸素の、周期的な連続変化波形の周期的な断面積を合計し、平均することを特徴とする、請求項１に記載の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測方法。
【請求項３】
マイクロプロセッサーを設け、データの演算処理を制御し、
表示幕を設け、マイクロプロセッサーに接続し、結果を表示し、
入力素子、マイクロプロセッサーに接続し、データを入力し、
アナログ／デジタル変換回路を設け、マイクロプロセッサーに接続し、アナログ信号をデジタル信号に置き換え、
信号濾過回路を設け、アナログ／デジタルへ変換回路に接続し、ノイズを濾過し、
信号アンプ回路、信号濾過回路に接続し、信号を拡大処理し、
二つの電極を設け、信号アンプ回路に接続し、被測定者の体に接触し、
プローブを設け、信号アンプ回路、アナログ／デジタル変換回路に接続し被測定者の体に貼り付けることを特徴とする、
血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測装置。
【請求項４】
装置は一つの機器に整合されていることを特徴とする、請求項３に記載の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測装置。
【請求項５】
マイクロプロセッサーは、有線または無線素子に接続することを特徴とする、請求項３に記載の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測装置。
【請求項６】
電極は、装置本体に取り付けて、被測定者の指を当てるに適することを特徴とする、請求項３に記載の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測装置。
【請求項７】
電極は、電気回線により本体外部に延ばして、被測定者の体に貼り付けることを特徴とする、請求項３に記載の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測方法及びその装置は、一種の血中酸素濃度計および心電図計を用いて、被測定者に対し非侵入方式により計測を行う。
血中酸素濃度計より計測された血中酸素の周期的な連続変化波形並び心電図計より計測された収縮期圧および拡張期圧の脈動インターバルと対応させことにより、血圧値を精確に計測できる。
【背景技術】
【０００２】
通常、血圧計は侵入方式と非侵入方式の２種類がある。
非侵入方式血圧計はさらに、従来の水銀式血圧気と電子式血圧計に分ける。
そのうち、電子式血圧計のほとんどは聴音法と共振法が主流で、聴音法の電子式血圧計の計測方法は、コロトコフ音により、収縮期圧と拡張期圧を識別する。
この方法は、血圧計の圧迫帯を被測定者の上腕または手首に巻いた後、圧迫帯に空気を被測定者の上腕または手首の動脈の血液を完全に阻止されるまで圧送し続けて、圧迫帯を巻いた動脈の脈動を完全に中止させる。そして、圧迫帯の空気を徐々に解放するとともに、血管内のパルス脈動を監視する。
圧迫帯の圧力が収縮期圧になるとき、圧力センサーは圧迫帯を巻いた動脈血管の脈動を検出する。コルトコフ音の第１音を検出したときに、血圧計の値を読み取って、収縮期圧（Ｓｙｓｔｏｌｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ＳＰ）とする。そのあと、圧迫帯の空気を徐々に解放し続けると、血管の通路が大きくなり、時間も大きくなる。
このとき、血液が血管における噴流時間が長くなり、圧迫帯の圧力がある段階に落としたとき、血管通路が次第に大きくなり、圧力噴流効果も消える。コルトコフ音が鈍化し始めるとき、最後の一音を記録し、拡張期圧（Ｄｉａｓｔｉｏｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ＤＰ）とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１Ａは連続した曲線の波形ａは血管内部の血圧変化を示し、斜線ｂは圧迫帯の圧力解放するときの圧力変化値を示す。
斜線ｂから左上と連続した曲線の波形ａとの第１交差点はコルトコフ音の収縮期圧に当たり、一番右下の斜線ｂと接続線の曲線波形ａと最後の交叉する点はコルトコフ音の拡張期圧に当たる。その間に現れた数個の交差点で聴取したコルトコフ音は、血液干渉流れの音声である。
しかし、圧迫帯は空気圧送と解放のためインターバルを形成するため、正確な血圧値を知ることができない。また、空気を圧迫帯に充填から解放するまでの期間は、被測定者の上腕または手首に圧迫するため、被測定者に不自由感を与える。
【０００４】
前記方式の欠点に対して、一種の血管容積変化信号により、正確に血圧値を計る方式が開発された。
血管容積変化信号と血圧とも循環系統から形成する物理の量である。心臓の脈動周期により、血管内部の容積は周期に変化を引き起こし、血管は圧力によりその径が変わる。このような血管の径変化も連続的な血圧により連続する特性を表す。
現在、もっとも使われている方法は光学系測定方式である。その方式は反射式と通過式の２種類に分ける。
反射式光学センサーは発光ダイオードの出射光は真皮層によってセンサーに反射されるのに対し、通過式センサー異なる波長を有する２種類の波長を出射し、発光ダイオード光源（赤光と赤外線光）を指組織に通過し、指の下部に設ける受信機により信号を受信する。血管の径は、動脈の脈動による変化が投射光源の屈折を引き起こし、屈折された角度は光エネルギーを電気エネルギーに変換させ、時間軸に連続した波形を描き出す。
図１Ｂに示すとおり、血圧は血管の容積変化により、同じく周期性の信号を形成する。一つの血圧周期の定義とは、一つの心臓収縮から次の収縮開始のときと言い、つまり、一つずつの周期信号における波谷と波谷によって含まれたインターバルである。
しかし、この光学測定方式による血管容積の変化は、血管容積の絶対値でないため、計測された血管の径変化の波形における時間軸変化は、データ捕捉するときの電位を示す。
さらに、計測された血管の径変化波形が時間軸に描いた振幅は、データ捕捉するときの電位のみを表す。
また、心臓の収縮と血管壁の働きが重なった結果、各血圧周期の波の頂点と谷部の位置を正確に計算することができない。
このため、精確な血圧値を計ることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明人は前記の血圧測定における欠点に対して、鋭意に研究した結果、本発明の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測方法及びその装置を発明した。
【０００６】
本発明の主な目的は、一種の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測方法の方法を提供する。
この方法は血中酸素濃度計により測定された血中酸素周期の連続変化波形と心電図計により測定された心臓の収縮期圧と拡張期圧の電位変化を利用し、血圧を精確に計測できる。
主な特徴として、血中酸素濃度計により血中酸素濃度を測定するときに、心臓の収縮と拡張するときの脈動により、周期的な連続変化波形を描き出す。同時に、同じインターバルの心電図計により、心臓の収縮期拡張期の電位変化を精確に測定した上、マイクロプロセッサーにより、血中酸素濃度の周期的な連続変化波形の断面積を算出する。
一方、心電図計の測定により、収縮期圧と拡張期圧の計測インターバルを明確にし、マイクロプロセッサーに保存された計算式でもって、変換処理した後、正確な収縮期圧と拡張期圧の値が得られる。これにより、被測定者の血圧が精確に測定するとともに、パルスの脈動回数/１分間あたり血液中の酸素含有量を測定し、心電図と血圧波形図が得られる。
【０００７】
本発明のもう一つの目的は、一種の血液酸素濃度計と心電図計を利用した血圧値測定装置を提供する。
係る装置に本体を設け、本体の表面に結果を表示する表示幕を設ける。
機体の表面はさらに、二つの電極を向かい合って設け、これらの電極は両手の親指が当てるために備える。
機体の一端にプローブを設け、機体の内部に備えるマイクロプロセッサーとレジスターは電気回路に接続して、データ処理および関連データを保存する。
使用するときは、親指を電極に当てて、プローブに親指以外１本の指を挟んでおく。
これにより、血中酸素の周期的な連続変化波形および心臓の収縮期圧と拡張期圧のインターバルを計測し、表示幕にて両者の交叉を確認し、マイクロプロセッサーによって演算した上、収縮期圧と拡張期圧の値が得られる。
【０００８】
本発明のさらなるの目的は、一種の血液酸素濃度計と心電図計を利用した血圧値測定装置を提供する。
係る装置に本体を設け、本体の表面に結果を表示する表示幕を設ける。
機体の表面はさらに、二つの電極を向かい合って設け、これらの電極は体に貼り付けるために備える。
機体の一端にプローブを設け、機体の内部に備えるマイクロプロセッサーとレジスターは電気回路に接続して、データ処理および関連データを保存する。
使用するときは、電極を腕に貼り付けて、プローブを１本の指に挟んでおく。
これにより、血中酸素の周期的な連続変化波形および心臓の収縮期圧と拡張期圧のインターバルを測定し、表示幕により、両者の交叉を確認して、マイクロプロセッサーによって演算した上、収縮期圧と拡張期圧の値が得られる。さらに、被測定者が２４時間に携帯し、随時の計測に備える。
【０００９】
本発明のさらなる一つの目的は、一種の血液酸素濃度計と心電図計を利用した血圧値測定装置を提供する。
この装置に機体を設け、機体の内部に備えるマイクロプロセッサーとレジスターは電気回路に接続する。
マイクロプロセッサーはさらに、入／出力素子と接続し、有線または無線方式により、電気信号を伝送する。
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本願の第１発明は、同じ時間軸における血中酸素濃度計により、心臓脈動の血中酸素の周期的な連続変化波形を測定し、心電図計により心臓の収縮期と拡張期のインターバルに対応させ、マイクロプロセッサーにより血中酸素の周期的な連続変化波形が時間軸に対応する断面積を算出し、心電図の測定により収縮期圧と拡張期圧の計算インターバルを確定し、マイクロプロセッサーに保存された計算式によって演算処理した後、収縮期圧と拡張期圧の値を算出することを特徴とする、血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測方法を提供することを目的とする。
本願の第２発明は、二つ以上の連続した拡張期/収縮期インターバルによって計算された血中酸素の、周期的な連続変化波形の周期的な断面積を合計し、平均することを特徴とする、第１発明に記載の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測方法を提供することを目的とする。
本願の第３発明は、マイクロプロセッサーを設け、データの演算処理を制御し、表示幕を設け、マイクロプロセッサーに接続し、結果を表示し、入力素子、マイクロプロセッサーに接続し、データを入力し、アナログ／デジタル変換回路を設け、マイクロプロセッサーに接続し、アナログ信号をデジタル信号に置き換え、信号濾過回路を設け、アナログ／デジタルへ変換回路に接続し、ノイズを濾過し、信号アンプ回路、信号濾過回路に接続し、信号を拡大処理し、二つの電極を設け、信号アンプ回路に接続し、被測定者の体に接触し、プローブを設け、信号アンプ回路、アナログ／デジタル変換回路に接続し被測定者の体に貼り付けることを特徴とする、血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測装置を提供することを目的とする。
本願の第４発明は、装置は一つの機器に整合されていることを特徴とする、第３発明に記載の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測装置を提供することを目的とする。
本願の第５発明は、マイクロプロセッサーは、有線または無線素子に接続することを特徴とする、第３発明に記載の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測装置を提供することを目的とする。
本願の第６発明は、電極は、装置本体に取り付けて、被測定者の指を当てるに適することを特徴とする、第３発明に記載の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測装置を提供することを目的とする。
本願の第７発明は、電極は、電気回線により本体外部に延ばして、被測定者の体に貼り付けることを特徴とする、第３発明に記載の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測装置を提供することを目的とする。
【発明の効果】
【００１１】
この方法は血中酸素濃度計により、心臓動脈脈動における血中酸素の周期的の連続した変化波形、並びに心電図計により、血圧の収縮期圧、拡張期圧の脈動インターバルを確実に検出し、この脈動インターバルと血中酸素濃度計より計測された連続した変化波形を対応させ、マイクロプロセッサーを用いて、この連続した変化波形と心電図の脈動インターバルと対応させ断面積を算出し、保存された計算式でもって収縮期圧と拡張期圧の値に換算することにより、血圧値（収縮期圧と拡張期圧）の精確計測を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の方法および構造に対して、より深くの認識と理解を図るため、実施例を図面に合わせて、以下の通り詳細説明する。
【００１３】
本発明は一種の血中酸素濃度計と心電図計による血圧値計測方法に関わるものである。
血中酸素濃度は血液が酸素と結合するヘモグロビン酸素（ｈｅｍｏｇｌｏｂＩｎ  ｏｘｙｇｅｎ，  ＨＢＯ２）の容量が結合可能なヘモグロビン（ｈｅｍｏｇｌｏｂＩｎ， ＨＢ）容量の百分比を示すものである。すなわち、血中酸素濃度(ｂｌｏｏｄ  ｏｘｙｇｅｎ  ｌｅｖｅｌｓ，  ＳＰＯ２)をいう。
今日、血中酸素濃度の測定原理の利用は、分光光度測定と血液容積測定計測定原理包括有分光光度測定和血液容積描画二つの分野である。
本実施例において、分光光度方式により、血中酸素濃度計と本発明との相互関係を説明する。
ただし、この種の技術を熟知するものは、その他の測定方式を用いることが可能である。
【００１４】
分光光度測定方式による血中酸素濃度計は、それぞれ波長６６０ｎｍの赤光と９４０ｎｍの赤外線光を使用する。
ヘモグロビン酸素（ＨＢＯ２）は６６０ｎｍ波長の赤光に対する吸収量が多いに対し、９４０ｎｍの赤外線光吸収量が多い。
これに対して、ヘモグロビン（ＨＢ）は６６０ｎｍ赤光に対する吸収量が少なく、９４０ｎｍの赤外線光吸収量が多い現象から、分光光度方式と赤光吸収量の比例値により、ヘモグロビン酸素濃度を測定できる。
【００１５】
血中酸素濃度計による血中酸素濃度の測定は、血中酸素濃度値を計測できるほか、血管内部にある血液は心臓の収縮と拡張に従って脈動する。
このとき、光エネルギーを血管外部組織に照射したとき、光エネルギーの減衰度合と心臓脈動の関係を検出できる。
心臓は収縮するとき、血管外部の血液容量が一番多いため、光エネルギーの吸収量も一番多くなり、計測される光エネルギーがもっとも少ない。
そして、心臓は拡張するとき、ちょうどこれに反して、光エネルギー吸収量の変化は血管容積の変化を反映し、光エネルギーを電気エネルギーに変換することにより、血管容積の変化を時間軸に連続した血液酸素の周期変化波形を描画する。
【００１６】
一方、心電図(ＥＣＧ)信号は、心臓の収縮期と拡張期の電位変化を測定できる。
心臓の筋肉は人間の筋肉のうち、唯一に自発性を持った脈動とリズム的な収縮する筋肉である。
心臓循環系統より送り出した電波は、筋肉繊維に刺激して、収縮を引き起こす。よって、電波の発生及び伝送するたびに、筋肉に微弱電波を発生して、全身に伝わる。
そこで、心電図系の信号電極を体のさまざまな部位に接続させることにより、心電図を描画できる。
【００１７】
その原理は、心臓の収縮と拡張運動で発生する弱電流により、この種の弱電流が体中に流す(体は導体である)ことにより、手や足に取り付けた電極の信号を電流計に伝送した上、その波形を紙テープに記録させて、心電図となる。
【００１８】
現在、医学臨床でもっとも使われているものは、１２誘導心電図(１２ ｌｅａｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃａｄＩｏｇｒａｍ；; １２-ｌｅａｄ ＥＣＧ)で、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ三つの標準誘導期、三つの加圧誘導期ａＶＲ、ａＶＬ、ａＶＦおよび六つの胸部誘導期Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６がある。
心臓の収縮が時間軸に対する一連の電位変化を引き起す。
心房脱分極、心房再極化、心室脱分極、心室再極化を順次に変化し、発生する波形はＰ波、ＱＲＳ総合波およびＴ波をそれぞれに形成する。
波形の帯びる生理上の意義は、Ｐ波は心房脱分極、ＱＲＳ総合波は心室脱分極、Ｔ波は心室再極化、ＰＲインターバルは左右心房の脱分極と脱分極波を房室結節に伝導する時間、ＱＴインターバルは左右心室の脱分極と再極化の時間、心臓の脈動波形のＰＲインターバルは心臓の収縮期、ＰＳＴインターバルは心臓の拡張期である。
【００１９】
本発明の実施例は第１誘導期測定方式により、心電図計と本発明との相互関係を説明する。
ただし、この種の技術を熟知するものは、その他の測定方式を用いることが可能である。
本実施例において、両手を別々の電極に接触させ、心臓脈動のときに発生する微電流変化を検出することにより、心電図の時間軸において心臓の収縮期と拡張期のインターバルを描画できる。
【００２０】
図２Ａ、２Ｂに示すとおり、本発明の方法は心電図計により、収縮期圧と拡張期圧インターバルの計測を知り、血中酸素濃度計により測定された血中酸素濃度の周期的な連続した電位波形と心電図計における心臓脈動するときの波形を同じの時間軸に対応させ、血中酸素の周期的な連続した波形を電位波形が時間軸に対応させた心電図上の心臓脈動波形ＰＲインターバルの断面積、および心電図上の心臓脈動波形ＰＳＴインターバルの断面積に置き換えて、マイクロプロセッサーに保存された計算式により演算処理した上、収縮期圧と拡張期圧の値が得られる。
これにより、被測定者の収縮期圧／拡張期圧を精確に測定する同時に、１分間単位の血中酸素、心電図波形および血圧波形が得られる。
【００２１】
前記の方法について、図３、図４に示すとおり、この装置は主に本体１０を設ける。
本体１０にマイクロプロセッサー２０を設け、マイクロプロセッサー２０は表示幕１１と入／出力素子１２、１３及び電源スイッチ１４に接続する。そのうち、表示幕１１は本体１０の表面に設け、測定結果を表示する。
入力素子１２は本体１０の表面に設け、関連設定とデータ(血圧の収縮期圧／拡張期圧または心電図もしくは血圧波形の選択など)を入力する。
出力素子１３は有線または無線方式伝送装置を設けて、この伝送装置を介して、その他の外部電子装置１７に接続(ＰＤＡ、パソコンなど)する。
マイクロプロセッサー２０内部は関連データを保存し、マイクロプロセッサー２０はさらに、アナログ／デジタル変換回路３０信号濾過回路３１および信号アンプ回路３２に接続する。
そのうち、信号アンプ回路３２は本体１０表面に備える電極１５とプローブ１６に接続し、プローブ１６の一端に赤光、赤外線光二つの発光管を設け、他端に受信機を設けて、指の動脈血管を通過し検出された赤色と赤外線光を電位信号に置き換える。この二種類の光は、皮膚、筋肉、脂肪、静脈、ヘモグロビン、および骨などに対する吸収係数は一定であり、動脈血液中のヘモグロビン酸素（ＨＢＯ２）とヘモグロビン（ＨＢ）濃度は、血液の動脈周期によって変化される。電光計測器の出力信号強度も周期的に変化し、これらの周期的な変化信号を処理することによって、対応する血中酸素濃度を測定できる。同時にパルスを算出し、血中酸素の周期的な連続変化波形を描画できる。電極は心臓の収縮と拡張による電位変化を測定する。
【００２２】
使用するときは、親指を電極１５に当てる(図５)か、または電極１５を電気回線により、本体１０より延ばして、体の関係部位(図６)に貼り付け、プローブ１６を親指以外の指を挟んでおく。
これにより、血中酸素の周期的な連続変化波形と心臓の収縮期と拡張期のインターバルを測定し、表示幕１１により、両者間の変化をはっきり見ることができる。
さらに、アナログ／デジタル変換回路３０、信号濾過回路３１および信号アンプ回路３２の変換により、データをマイクロプロセッサー２０に伝送し、マイクロプロセッサー２０に保存された計算式によって演算処理した後、精確な収縮期圧と拡張期圧が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】公知技術の血圧計測方式による計測結果概略図である。
【図１Ｂ】公知技術の血圧計測方式による計測結果の概略図である。
【図２Ａ】本発明の計測後の波形概略図である。
【図２Ｂ】本発明の計測後の波形拡大概略図である。
【図３】本発明の電気回路ブロック概略図である。
【図４】本発明の装置概略図である。
【図５】本発明の使用態様概略図である。
【図６】本発明もう一つの使用態様概略図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０            本体
１１            表示幕
１２            入力素子
１３            出力素子
１４            電源スイッチ
１５            電極
１６            プローブ
１７            外部電子装置
２０            マイクロプロセッサー
３０            アナログ／デジタル変換回路
３１            信号濾過回路
３２            信号アンプ回路
【図１Ａ】
2007252767.tif 000003
【図１Ｂ】
2007252767.tif 000004
【図２Ａ】
2007252767.tif 000005
【図２Ｂ】
2007252767.tif 000006
【図３】
2007252767.tif 000007
【図４】
2007252767.tif 000008
【図５】
2007252767.tif 000009
【図６】
2007252767.tif 000010