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    公开号:WO1989001310A1
    申请号:PCT/JP1988/000801
    申请日:1988-08-11
    公开日:1989-02-23
    发明作者:Takahiro Souma
    申请人:Terumo Kabushiki Kaisha；
    IPC主号:A61B5-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 発明の名称 自動血圧計 技術分野 本発明は自動血圧計に関し、 特にコロ卜コフ音信号の発現、 消滅を自動認識することにより被験者の最高血圧、 最低血圧を 測定する自動血圧計に関する。 背景技術 元来、 血圧測定は測定者 （医者等） のコロ 卜コフ音の聴診 認識によることが多い。 このため、 デジタル血圧計においても コロ トコフ音信号の発現、 消滅を自動認識するものが普及し ている。 しかし、 コロ トコフ音は音量が微弱なために体動、 力フ、 チューブの摩擦音等によるノィズの影響を受け易く、 しばしば最高血圧、 最低血圧を誤認識していた。 この点、 従来 は脈波 （心拍） 信号がコロ 卜コフ音信号に同期して発生するこ とに着目して、 前記脈波信号によ りノィズゲ一卜をかけて コロ 卜コフ音信号の耐ノイズ性を高めたものがある。 しかし、 この同期関係は不整脈のある場合、 高血圧の人の場合等には必 ずしも一定しないから、 しばしば同期ずれによる誤認識を生じ ていた。 しかも、 体動等がある場合は疑似コロトコフ音信号及 び疑似脈波信号が同時に発生するから、 もはやノイズゲートは 耐ノィズ性を高める意味を成さない。
    [0002] またこの種の自動血圧計の認識結果と測定者の聴診による 認識結果とは必ずしも一致しない。 そこで、 この氇の自動 血圧計においても聴診法に基づいて校正できることが医療上の 観点からも好ましい。 しかし、 従来の血圧計はコロ 卜コフ音 信号用の増幅器 （フィルタ増幅器） のゲインあるいはコロ 卜 コフ音信号認識用の閾値レベルは固定されていた。 このため、 製造後はもつばら聴診法により良否のみを確認できるだけで あった。 - また従来は増幅器のゲイン、 閾値レベル又はフィルタ定数を 調整できるものもあるが、 これらの調整に必要な信号を外部に 取り出せなかった。 このため、 使用時の調整は困難であり、 聴診法による確認と感による調整を何度も繰り返す必要が あった。
    [0003] また従来はコロ卜コフ音信号を増幅し、 フィルタリングする 処理回路が 1系統であったため、 最高血圧と最低血圧の判定を 別個に調整することは不可能であった。 発明の開示 本発明は上述した従来技術の欠点を除去するものであり、 その目的とする所は、 被験者の脈波信号の推移と最大血圧、 最小血圧との関係を有効利用することにより、 信頼性の高い 自動血圧計を提供することにある。
    [0004] また本発明の他の目的は最高血圧と最低血圧をより正確に 測定できる自動血圧計を提供することにある。
    [0005] また本発明の他の目的は最高血圧と最低血圧を容易に校正で きる自動血圧計を提供することにある。
    [0006] 本発明の自動血圧計は上記の目的を達成するために、 カフ圧 を検出してカフ圧信号を出力するカフ圧検出手段と、 コロ ト コフ音を検出してコロ卜コフ音信号を出力するコ口 卜コフ音検 出手段と、 前記検出したコロ卜コフ音信号について増幅、 フィ ルタリングの処理を行い、 該処理をしたコロ 卜コフ音信号と 所定閾値を比較することにより該所定閾値を超えるコロ トコフ 音信号を抽出するコロトコフ音信号処理手段と、 前記抽出した コロ 卜コフ音信号に基づいて最高血圧及び最低血圧を判定する 血圧判定手段と、 前記検出したカフ圧信号の脈波信号成分の 推移に基づいて被験者の最高血圧の存在し得る範囲と最低血圧 の存在し得る範囲を設定する範囲設定手段と、 前記血圧判定手 段が判定した血圧が前記範囲設定手段が設定した範囲に含まれ るか否かを判定する評価手段と、 前記血圧判定手段が判定した 血圧の情報及び前記評価手段による判定の情報を表示する表示 手段を備えるこ とをその概要とする。
    [0007] また好ま しく は、 範囲設定手段は、 カフの減圧計測又は 昇圧計測のシーケンスに応^て、 脈波信号成分の最大振幅 X n ( 0 < n < 1 ) の脈波信号が計測の開始又は終了行程で現われ た時点のカフ圧を含む所定範囲を最高血圧の存在し得る範囲と 設定し、 かつ脈波信号成分の最大振幅 X m ( 0 < m < 1 ) の 脈波信号が計測の終了又は開始行程で現われた時点のカフ圧を 含む所定範囲を最低血圧の存在し得る範囲と設定することを その一態様とする。
    [0008] また好ましくは、 範囲設定手段は、 カフの減圧計測又は昇圧 計測のシーケンスに応じて、 違続する脈波信号成分の信号振幅 が計測開始行程で所定以上の増加率又は計測終了行程で所定 以下の減少率を示す時はその時点のカフ圧を含む所定範囲を 最高血圧の存在し得る範囲と設定し、 かつ連続する脈波信号成 分の信号振幅が計測終了行程で所定以下の減少率又は計測開始 行程で所定以上の増加率を示すときはその時点のカフ圧を含む 所定範囲を最低血圧の存在し得る範囲と設定することをその —態様とする。
    [0009] また好ましくは、 表示手段は評価手段が否と判定した血圧の 情報に対して点滅情報を付加することをその一態様とする。
    [0010] また好ましくは、 表示手段は評価手段が否と判定した血圧の 情報をエラーメッセージで置換えて表示することをその一態様 とする。
    [0011] また本発明の自動血圧計は上記の目的を達成するために、 検出したコロ 卜コフ音信号について増幅、 フィルタリングの処 理を行い、 該処理をしたコロ卜コフ音信号と所定閾値を比較す ることにより該所定閾値を趣えるコロ卜コフ音信号を抽出する コロ トコフ音信号処理手段と、 前記抽出したコロ 卜コフ音信号 に基づいて最高血圧及び最低血圧を判定する血圧判定手段と、 前記処理をしたコロ トコフ音信号又は前記所定閾値の信号を 外部に取り出す信号取出手段と、 前記処理をしたコロ 卜コフ音 信号の振幅又は前記所定閾値又はフィルタ定数を外部から調整 できる調整手段を備えることをその概要とする。
    [0012] また好ましくは、 コロ トコフ音信号処理手段は、 最高血圧 付近のコロ 卜コフ音信号を通過させる第 1のフィルタ手段及び 該第 1のフィルタ手段を通過したコロ 卜コフ音信号と第 1の 所定閾値を比較する第 1の比較手段と、 最低血圧付近のコロ 卜 コフ音信号を通過させる第 2のフィルタ手段及び該第 2のフィ ルタ手段を通過したコロ卜コフ音信号と第 2の所定閾値を比較 する第 2の比較手段を備えることをその一態様とする。
    [0013] また好ましくは、 血圧判定手段は、 カフの減圧計測又は昇圧 計測のシーケンスに応じて、 第 1 の比較手段が抽出したコロ 卜コフ音信号が発現又は消滅する時点の血圧を最高血圧と判定 し、 かつ第 2の比較手段が抽出したコロトコフ音信号が消滅又 は発現する時点の血圧を最低血圧と判定することをその一態様 とする。 図面の簡単な説明 第 1 図は本発明による計測方法 1の自動血圧計のブロック 構成図、 - 第 2図は M P U 9による計測方法 1の計測制御手順のフ口一 チャート、
    [0014] 第 3図は本発明による計測方法 2の自動血圧計のブロック 構成図、
    [0015] 第 4図 （A) , (B) は MPU9による計測方法 2の計測制 御手順のフローチャート、
    [0016] 第 5図 （A) は M P U 9による評価手順のフローチヤ一 h、
    [0017] 第 5図 （B) は MPU 9による他の評価手順のフローチヤ一 卜、
    [0018] 第 6図は計測方法 2の自動血圧計の動作タミングチヤー 卜、
    [0019] 第 7図 （A) 〜 （C) は主要点のコロ 卜コフ音信号と-その 周波数スぺク トルを示す図、
    [0020] 第 8図は実施例の自動血圧計の調整システムのブロック構成 図、
    [0021] 第 9図は本発明による計測方法 3の自動血圧計のブロヅク 構成図、
    [0022] 第 1 0図は M P U 9による計測方法 3の計測制御手順の フ口一チヤ一卜、
    [0023] 第 1 1図は M P U 9による評価手順のフローチャート、 第 1 2図は計測方法 3の自動血圧計の動作夕ミングチヤー卜 である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 添付図面に従って本発明による実施例を詳細に説明 する。
    [0024] [計測方法 1 ]
    [0025] 上腕動脈流が阻血状態から開放され始めた時点 （最高血圧 付近） のコロ ト コフ音信号と略平常流状態に近づいた時点 (最低血圧付近） のコロトコフ音信号の周波数スぺク 卜ルは異 る。 計測方法 1の特徴はこの性質に着目し、 コロ 卜コフ音信号 を別々に信号処理することで、 より精密、 より正確な血圧測定 を可能にすることにある。
    [0026] 第 7図 （A) 〜 （C) は主要点のコロ 卜コフ音信号とその 周波数スペク トルを示す図に係り、 第 7図 （A) は最高血圧 S Y Sを判定した時点のコロ 卜コフ音信号、 第 7図 （ B ) は 最低血圧 D I Aを判定した時点のコロ 卜コフ音信号、 第 7図 ( C) は第 7図 （ B ) の次の時点のコロ 卜コフ音信号を夫々 示している。 第 7図 （A) を見ると明らかな通り、 最高血圧 付近のコロ 卜コフ音信号の主要な成分は 1 0 H z〜60 H zに 分布している。 一方、 第 7図 （ B ) を見ると明らかな通り、 最低血圧付近のコロ 卜コフ音信号の主要な成分は 1 0 H z〜 80 H zに分布している。 最低血圧付近では、 スぺク トル分布 の割合から言って明らかな通り、 6 0 H z〜80 H zの間に も主要成分が含まれているから、 これらを無視できない。 そこで、 検出したコロ トコ-フ音信号を両時点のコロ トコフ音信 号に適した 2系統のフィルタリ ング回路で処理することに した。 更に、 第 7図 （C ) を見ると明らかな通り、 コロ卜コフ 音信号が消滅する時点 （最低血圧の認識時点） では 4 0 H z〜 8 0 H zの成分がほとんど存在していない。 従って、 もし最低 血圧付近のコロ 卜コフ音信号を、 例えば 1 0 H z〜8 0 H zの 帯域通過特性を有するフィルタ回路を通過させたとすると、 その出力においては第 7図 （B ) のコロ卜コフ音信号波形と 第 7図 （C ) のコロ 卜コフ音信号波形の相違が良く現われる ことになり、 コロ 卜コフ音信号の消滅時点をより正確に判定 できる。
    [0027] 第 1図は本発明による計測方法 1の自動血圧計のブロック 構成図である。 図において、 1は被験者の上腕、 2は上腕 1に 巻き付けたカフ、 3はコロ トコフ音を検出するマイクロホン (コンデンサマイク、 変位型圧電素子等） 、 4はカフ 2の 給排気路を形成するゴムパイプ、 5は計測方法 1の自動血圧計 本体、 6はカフ圧を制御するカフ圧制御部、 7はカフ圧を検出 するカフ圧検出部、 8はコロトコフ音を検出する K音検出部、 9は最高血圧、 最低血圧の判定及び自動血圧計の主制御を行う マイクロプロセッシングユニッ ト （ M P U ) 、 1 0は最高 血圧、 最低血圧等を表示する液晶 （L E D ) 表示器、 1 1は K音検出部 8を調整 （校正） するために必要な信号を外部に 取り岀すためのコネクタである。
    [0028] カフ圧制御部 6において、 1 2はカフ 2を加圧する加圧ボン プ、 1 3は M P U 9からの制御信号 C 1により加圧ポンプ 1 2 を駆動するポンプ駆動回路、 1 4は M P U 9からの制御信号 C 2によ り力フ圧を急減圧する急排弁、 1 5は M P U 9か らの制御信号 C 3によりカフ圧を一定速度 （例えば 2〜4mmHg /sec) で減圧する定排弁である。
    [0029] カフ圧検出部 7において、 1 6はカフ圧を検出する圧力 センサ、 1 7はカフ圧の検出信号を増幅してカフ圧信号 Pを 出力する増幅器 （AM P) 、 2 0は M P U 9からの制御信号 C 4によりカフ圧信号 Pをサンプリングしてデジタル信号に 変換する AZD変換器である。
    [0030] K音検出部 8において、 2 1はコロ卜コフ音又はそれに類す る体表変位音の検出信号を増幅する AM P、 2 2は被験者の 最高血圧付近で生じるコロトコフ音信号に適した帯域通過特性 (例えば 1 0 H z〜 60 H z) を備え、 コロトコフ音信号 S K を出力する S K音信号フィルタ、 23はコロ卜コフ音信号 S K と所定閾値 TH 3を比較することにより該閾値 TH 3を超える コロ トコフ音信号 S Kを出力するコンパレータ （ CM P ) 、 24はコロ 卜コフ音信号 S Kが所定閾値 TH 3を越えたときに 同期して所定パルス幅のコロ卜コフ音パルス信号 S K Pを出力 するシングルショット回路 （S S) である。 また 2 5は被験者 の最低血圧付近で生じるコロ トコフ音信号に適した帯域通過特 性 （例えば 40 H z〜l 00 H z) を備え、 コロ 卜コフ音信号 D Kを出力する D K音信号フィルタ、 26はコロ 卜コフ音信号 D Kと所定閾値 T H 4を比較することによ り該閾値 T H 4を 超えるコロ 卜コフ音信号 D-Kを出力するコンパレータ （ CM i o
    [0031] P) 、 27はコロトコフ音信号 D Kが所定閾値 TH 4を越えた ときに同期して所定パルス幅のコロ卜コフ音パルス信号 D K P を出力するシングルショヅ卜回路 （S S) である。
    [0032] 第 2図は MP U9による計測方法 1の計測制御手順のフロー チヤ一卜、 第 6図はその一部の動作タミングチャートである。 第 2図において、 始めはカフ圧がゼロとする。 ステップ S 1で は急排弁 1 4を閉鎖し、 ステップ S 2では定排弁 1 5を閉鎖 し、 ステップ S 3では加圧ポンプ 1 2を ONにする。 これによ りカフ 2は加圧開始する。 ステップ S 4では、 MPU 9が定期 的に制御信号 C 4を出力してカフ圧 Pを読み取り、 該カフ圧 P を L E D表示器 1 0に表示する制御をスター卜する。 これに より被験者はカフ圧の推移を知ることができる。 ステップ S 5 ではカフ圧 Pが上腕動脈流を止めるに十分な所定値 P I (例え ば 1 50〜20 OmmHgの所定値） になるのを待ち、 所定値 P I になるとステップ S 6で加圧ポンプ 1 2を O F Fにする。 加圧 行程の終了である。 ステップ S 7では定排弁 1 5を開放し、 カフ圧を一定速度 （2〜4mmHg/sec) で減圧開始させ、 血圧測 定行程に入る。 ステップ S 8ではコロ トコフ音パルス信号 S KPの開始 （コロトコフ音の発現） を待つ。
    [0033] 第 6図において、 阻血状態からカフ圧が減少すると、 ある 時点でカフ圧に打ち勝って上腕動脈流が吐出し、 その際にコロ トコフ音が発現する。 S K音フィルタ 22はこの時点のコロ卜 コフ音信号を良く弁別 （通過） するので、 SK音フィルタ通過 後のコ口 トコフ音信号 S Kばノィズの影響が少なく、 よって コロ トコフ音発現の検出は信頼性が高い。 CM P 2 3はコロ 卜 コフ音信号 S Kと閾値 T H 3を比較し、 コロトコフ音信号 S K が閾値 T H 3を超えるときは S S 2 4にコロ 卜コフ音パルス 信号 S K Pを出力させる。 この最初のコロ卜コフ音パルス信号 S K Pが発生したときが本計測上のコロ卜コフ音の発現時点で あり、 その時点のカフ圧 Pは被験者の最高血圧に相当する。
    [0034] ステップ S 8の判別で M P U 9がコロ トコフ音パルス信号 S K Pを受け取り、 最高血圧と認識するとるとステップ S 9に 進み、 カフ圧検出部 7から読み取ったその時点のカフ圧 Pを 最高血圧値 （ S Y S ) として L E D表示器 1 0に表示する。 ステップ S 1 0ではコロ トコフ音パルス信号 D K Pの開始を 待つ。 ところで、 D K音フィルタ 25は消滅時点のコロ トコフ 音信号を良く弁別 （通過） するものであるから、 この発現時点 のコロ 卜コフ音信号 D Kを調べることはあまり重要ではない。 むしろ、 ステップ S 1 0の処理は、 後にコロ 卜コフ音パルス 信号 D K Pの消滅を検出する前提として該信号 D K Pの開始を 確認するものである。 ステップ S 1 1ではコロ 卜コフ音パルス 信号 D K Pの終了を待つ。 上記の如く D K音フィルタ 2 5はコ 口 トコフ音消滅時点のコロ 卜コフ音信号を良く弁別 （通過） す るので、 この消滅時点の検出は信頼性が高い。 CM P 2 6は コロ 卜コフ音信号 D Kと閾値 TH 4を比較し、 コロ 卜コフ音信 号 D Kが閾値 T H 4を超えている間はコロトコフ音パルス信号 D K Pを出力する。 こうして、 最後のコロ トコフ音パルス信号 D K Pが発生した時点が本計測上のコロ 卜コフ音の消滅時点で あり、 そのときのカフ圧 Pは被験者の最低血圧に相当する。 ステップ S 1 1の判別において、 MPU 9が最後 （その後の 所定時間内に信号 D K Pが発生しないことで判別） のコロ 卜 コフ音パルス信号 D K Pを受け取つたと判別すると、 ステヅブ S 1 2に進み、 力フ圧検出部 7から読み取ったその時点の カフ圧 Pを最低血圧値 （ D I A) とレて L E D表示器 1 0に 表示する。 ステップ S 1 3では急排弁 1 4を開放し、 測定終了 する。
    [0035] [計測方法 2 ]
    [0036] 計測方法 2の特徵は、 カフ圧検出部 7 'において、 検出した カフ圧信号 Pから脈波 （心拍） 信号 PAを分離抽出し、 該抽出 した脈波信号 P Aの振幅又は振幅の変化が被験者の最高血圧 S YS及び最低血圧 D I Aのところで所定の性質を示すことに 着目し、 この性質を調べることにより、 コロ 卜コフ音信号に 基づく血圧測定結果の良否を評価することにある。
    [0037] 第 3図は本発明による計測方法 2の自動血圧計のブロック 構成図である。 尚、 第 1図と同一構成には同一番号を付して 説明を省略する。 第 3図において、 7 'はカフ圧 （カフ圧及び 脈波圧） を検出するカフ圧検出部であり、 該カフ圧検出部 7 ' において、 1 6はカフ圧を検出する圧力センサ、 1 7はカフ圧 の検出信号を増幅してカフ圧信号 Pを出力する AMP、 Cは 力フ圧信号 Pから脈波信号成分を分離抽出するコンデンサ、 1 8は脈波信号を増幅する AMP、 1 9は所定の帯域通過特性 (例えば l〜3 H z) を備え、 脈波信号 P Aを出力する脈波信 号フィルタ、 2 0 ' は M P U 9からの制御信号 C 4に従って カフ圧信号 Ρ、 脈波信号 PAをサンプリングしてデジタル信号 に変換する A ZD変換器である。
    [0038] 第 4図 （A) , (B) は MPU9による計測方法 2の計測制 御手順のフローチャート、 第 5図 （A) は第 4図 （B) の評価 処理手順 （ S 40) のフローチャート、 第 6図は計測方法 2の 動作タミングチャートである。 尚、 第 2図と同一行程には同一 行程番号を付して説明を省略する。
    [0039] 第 4図 （A) において、 ステヅブ S 7で血圧測定行程に入る と、 ステップ S 2 1 では一連の初期設定をする。 ここで、 S Y S Fはこの計測行程中で最高血圧 SY Sを判定したことを 示すフラグ、 D I A Fはこの'計測行程中でコロ 卜コフ音パルス 信号 D K Pの開始を検出したことを示すフラグ、 i は汎用の カウンタである。 ステップ S 2 2では脈波信号 P Aの発生を 待つ。 こうして脈波信号 PAが発生すると、 ステヅプ S 2 3に 進み、 MP U 9内のメモリ （不図示） のカウンタ iでインデッ クスする番地 P A iに脈波信号 P Aの振幅とカフ圧 Pを記憶す る。 ステップ S 2 4ではカウンタ i に + 1する。 こう して、 計測方法 2では脈波信号 P Aの振幅とその時点のカフ圧 Pの 記憶を伴って計測が進行する。
    [0040] 第 6図において、 阻血状態であってもカフ圧が中枢側では 拍動が存在し、 脈圧 （心拍） 振動が発生する。 この脈圧振動 (脈波信号 P A) については、 コロトコフ音の発現に先行して 発生し、 コロ トコフ音の発現後はコロ 卜コフ音の発生に同期し 4 て発生し、 被験者の最高血圧 S Y s付近ではその振幅が最大振 幅 P Araa の略 50 %に到達し、 その後の被験者の最低血圧 D I A付近では最大振幅 P Amax の略 80%に減少するという 性質が知られている。 あるいはこの脈圧振動については、 被験 者の最高血圧 S Y S付近でカフ圧に打ち勝って上腕動脈流が 吐出し、 その際のカフ下の血管の容積が急激に増加し、 その後 血管壁の弾性特性により振幅の最大値 P Amax に到達し、 その後に振幅が急減し、 次に被験者の最低血圧 D I A付近でそ の振幅の減少の度合が所定以下となり、 ほぼ振幅が一定になる 性質が知られている。 第 6図の脈波信号 P A 'は、 MP U 9が AZD変換した脈波信号 P Aを読み取り、 該信号 PAの一方の 振幅を "0" のレベルに固定して時系列に並べた状態を示すも のである。
    [0041] ステップ S 2 5では S Y S Fが " 1 " か否かを判別する。 もし " 1 " でなければ最高血圧 S Y Sの判定前であり、 ステツ プ S 26でコロ 卜コフ音パルス信号 S K Pの開始か否かを調べ る。 信号 S K Pの開始でない間は結局ステップ S 22に戻り、 次の脈波信号 P Aを待つ。 やがて、 ステップ S 2 6の判別で コ口 トコフ音が発現したと判別したときはステップ S 27に進 み、 M P U 9はその時点のカフ圧 Pをもって最高血圧 S Y S と判定し、 このカフ圧 Pを表示メモリ D S Y Sに記憶する。 尚、 この時点で最高血圧 SYSを仮表示しても良い。 ステップ S 28では S Y S Fに " 1 " をセッ卜し、 以後は上記最高血圧 判定行程をスキップする。 ステップ S 2 9では D I A Fが " 1 " か否かを判別する。 もし " 1 " でなければコロトコフ音パルス信号 D K Pの開始前 であるから、 ステップ S 30に進み、 信号 D K Pの閧始か否か を調べる。 信号 D K Pの開始でない間は結局ステップ S 22に 戻り、 次の脈波信号 P Aを待つ。 やがて、 ステップ S 3 0の 判別で信号 D K Pが発現したと判別したときはステップ S 3 1 に進み、 D I A Fに " 1 " をセヅ卜する。 以後は上記信号 D K Pの確認行程をスキップする。
    [0042] ステップ S 32ではコロトコフ音パルス信号 D K Pの消滅か 否かを調べる。 消滅を満足する条件は、 SYS F = 1 , D I A F = lであって、 かつ直前の信号 D K Pの発生後、 所定時間
    [0043] (例えば （ 60秒 最小心拍数.） 2拍½3秒） 内に次の信号 D K Pが発生しないことである。 信号 D K Pの消滅を判別する と、 ステヅプ S 3 3に進み、 力フ圧検出部 7 ' から読み取つ た、 その消滅時点の 1つ前のカフ圧 Pを最低血圧 D I Aとし て判定し、 このカフ圧 Pを表示メモリ D D I Aに記憶する。 尚、 この時点で最低血圧 D I Aを仮表示しても良い。 ステップ S 40では判定した最高血圧 D S Y S及び最低血圧 D D I Aの 内容を脈波信号 P Aの性質に従って評価 {第 5図 （A) 又は
    [0044] ( B ) } する。 ステップ S 34では、 評価の結果、 最高血圧 D S Y S及び最低血圧 D D I Aの内容が妥当ならそのまま表示 し、 妥当でないときは対応する D S Y S又は D D I Aの内容を 点滅して表示するか、 あるいは "E R R O R" 表示に替えて 表示する。 第 5図 （A) は計測方法 2における評価処理手順のフローチ ヤー卜である。 図において、 ステヅプ S 4 1では一連の初期設 定をする。 ここで、 F L Gは脈波信号 P Aの振幅が増加を示し たことを確認した旨のフラグ、 PAmax は脈波信号 P Aの最大 振幅 P A max を記憶するレジスタ、 丫 は脈波信号？ の 振幅がその最大振幅 P Amax の略 50%を超える時点 （第 6図 の②の時点） のカフ圧 Pを記憶するレジスタ、 P D I Aは脈波 信号 P Aの振幅がその最大振幅 P Amax の略 80 %以下になる 時点 （第 6図の④の時点） のカフ圧 Pを記憶するレジスタ、 iは汎用のカウンタである。
    [0045] ステップ S 4 2では MP U 9が違続する脈波信号の差分 Δ P = P A i - P Ai-i を求める。 尚、 厶 P検出の耐ノイズ性 を高めるために、 PAi 及び PAi-i として夫々移動平均値を 採用しても良い。 ステップ S 43では ΔΡ≥0か否かの判別を する。 Δ Ρ≥ 0のときは脈波信号 Ρ Αの振幅が増加中であるか らステップ S 48に進み、 F L Gに " 1 " をセッ トする。 ステップ S 49ではレジスタ P Amax の内容をより大きいもの ( P A i ) で置き替える。 ステップ S 5 0ではカウンタ i に + 1する。 また、 ステップ S 43の判別で△ P≥ 0でないとき' はステップ S 45に進み、 F L G= 1か否かを調べる。 F L G = 1でなければ脈波信号 P Aの振幅が一度も増加せずに減少し たことを示し、 これは無視される。 また F L G= 1なら脈波信 号 P Aの振幅が増加から減少に転じたので第 6図の P Ama x を検出したことになる。 この時点③のカフ圧 Pは平均血圧とし て知られている。 フローはステップ S 4 6に進み、 P S Y Sに 最高血圧をス卜ァする。 具体的には、 カウンタ i を一 1 して 順次 P A ( i ) を読み出し、 その振幅が最大振幅 P A m a Xの 5 0 %になった時点のカフ圧 P ( i ) を読み出して P S Y Sに ストアする。 ステップ S 4 7では P D I Aに最低血圧をス卜ァ する。 具体的にはカウンタ iを P Am a xの時点から + 1 して 順次 P A ( i ) を読み出し、 その振幅が最大振幅 P Am a Xの 8 0 %になった時点のカフ圧 P ( i ) を読み出して P D I Aに ストアする。 ステップ S 5 1では第 4図 （B ) のステップ S 2 7で判定した最高血圧 D S Y Sが （P S Y S— b ) ≤ D S Y S ≤ ( P S Y S + a ) の範囲内か否かを調べる。 ここで、 例えば a ¾ 1 0 Hg、 bは 1 0 mmHgである。 ステップ S 5 1の判別 で、 もし範囲内でなければステヅプ S 5 2に進み、 レジスタ D S Y Sに " E R R O R" の内容を書き込む。 また範囲内なら ばステップ S 5 2の処理をスキヅプする。 ステップ S 5 3では 第 4図 （B ) のステップ S 3 3で判定した最低血圧 D D I Aが ( P D I A - d ) ≤Ό Ό I A≤ ( P D I A + c ) の範囲内か否 かを調べる。 ここで、 例えば cは 1 0mmHg、 dは l O mmHgであ る。 もし範囲内でなければステップ S 5 4に進み、 レジスタ 'D D I Aに " E R R O R" の内容を書き込み、 また範囲内なら ばステップ S 5 4の処理をスキップする。
    [0046] 第 5図 （ B ) は計測方法 2における他の評価処理手順の フローチャートである。 尚、 第 5図 （A) と同一行程には同一 ステップ番号を付して説明を省略する。 第 5図 （ B ) におい て、 ステップ S 6 1では一連の初期設定をする。 ここで、 P S Y Sは連続する脈波信号 P Aの振幅が所定値 q以上急増した時 点 （第 6図の①〜②の時点） のカフ圧 Pを記憶するレジスタ、 P D I Aは、 MP U 9が最大振幅 P A max (第 6図の③の時 点） をマークした後、 違続する脈波信号 P Aの振幅の減少の 度合が所定値 k以下になった時点 （第 6図の④〜⑤の時点） の カフ圧 Pを記憶するレジスタ、 iは汎用のカウンタである。
    [0047] ステヅブ S 43では ΔΡ≥0か否かの判別をする。 Δ Ρ≥0 のときはステップ S 65で Δ P≥qか否かを調べ、 Δ P qな ら連続する脈波信号 P Aの振幅が所定値 q以上急増したので ステップ S 66に進み、 レジスタ P SYSにその時点のカフ圧 P ί を格納する。 また A P≥qでないならステップ S 66を スキップする。 またステップ S 43の判別で△ P≥ 0でないと きは脈波信号 P Aの振幅が減少であるからステップ S 67に進 み、 I Δ P I≤kか否かを調べる。 この場合、 図示しないが、 好ましくは一旦所定以上の減少の度合を示たことを確認し、 その後において、 I Δ P I≤ kか否かを調べる。 | Z!P |≤k なら連続する脈波信号 P Aの振幅が急減状態から低減状態に 変化したのでステップ S 68に進み、 レジスタ P D I Aにその 直前のカフ圧 P i-i を格納する。 また I ΔΡ Iと でないなら ステップ S 68をスキップする。 ステップ S 69ではカウンタ iの内容が Mか否かを調べる。 Mは血圧測定中に記憶した脈波 信号 P Aの総数である。 もし i =Mでなければステップ S 5〇 でカウンタ iに + 1してステップ S 42に戻り、 また i = Mな らステップ S 5 1に進む。
    [0048] 尚、 上述の計測方法 2では計測の進行と共に全ての脈波信号 P Aとカフ圧 Pを記憶しておいて、 後にその性質を調べたが これに限らない。 例えば第 4図 （A) , (B) の処理と並行し て第 5図 （A) 又は （B) の評価処理を進めるように構成する ことが可能であり、 その場合は途中までの必要な脈波信号 P A とカフ圧 Pを記憶した時点で、 該記憶した脈波信号 P Aからそ の特徴点 （最高血圧 SYS付近、 最低血圧 D I A付近） の情報 を調べ、 対応するカフ圧 Pを特定して記憶した後は、 その都度 不必要になった脈波信号 P Aとカフ圧 Pをメモリから消す如く して、 メモリの節約を図ることも可能である。
    [0049] [自動血圧計の調整]
    [0050] この種の自動血圧計の最高、 最低血圧表示は従来の医者に よるコロ 卜コフ音の発現、 消滅の認識点あるいは他の基準とな る測定方法の結果と一致することが医療上の観点からも好まし い。 このため、 上記各計測方法の自動血圧計は使用時に容易に 外部から調整可能である。
    [0051] 第 8図は実施例の自動血圧計の調整システムのブロック構成 図である。 図において、 3 1 は自動血圧計から所定の信号を 取り出すアダプタ、 3 2は自動血圧計に接続するコネクタ、 33は自動血圧計の調整に必要なデータを処理するセン 卜ラル プロセッシングユニット （C P U) 、 34は自動血圧計の調整 に必要なデータを表示する C RT表示装置、 3 5は C P U 3 3 に指示を与えるキ一ボード （K B D) 、 36は自動血圧計から 2 取り出したデータを記憶する磁気ディスク装置 （D S K) 、 39は医者等が、 聴診法により、 コロ卜コフ音の発現、 消滅を 認識した時点で操作するスイッチである。
    [0052] アダプタ 3 1において、 37は AZD変換器であり、 自動血 圧計内の各種アナログ信号 TH 3 , S Κ, TH 4 , D Kをデジ タル変換して C PU33に出力する。 38は I /Oポー卜であ り、 自動血圧計内のコロトコフ音パルス信号 S KP , D KP及 び外部で聴診者 （医者等） が操作するスイッチ 3 9の信号を 入力して C P U 33に出力する。 CPU33は、 測定の進行と 共にこれらの入力データを時系列に並べ、 D S K 36に一時的 に記憶する。 一方、 同時に医者等は、 例えば聴診法により、 測定の進行と共にコロトコフ音の発現、 消滅を認識した各時点 でスイッチ 39を押す。 第 6図の信号 SW (②〃 及び④" の時 点） はこの関係を示したものである。 血圧測定後、 C P U 33 は D S K 36からこれらのデータを読み出し、 C RT表示装置 34に表示する。 表示の仕方は、 例えば第 6図の信号 S から 信号 SWまでのように表示する。 これにより、 医者等は、 C R T表示内容に基づき、 自動血圧計のコロ卜コフ音発現の検出時 点②' が聴診法による発現の認識時点②" と一致するか否かを 容易に評価できる。 もし一致すれば信号 TH 3のレベルは適切 である。 また一致しなければ外部から VR 1を調整して信号 S K Pの発現検出時点を容易に調整できる。 また代りに、 S K音 信号フィルタ 2 2のゲイン （信号振幅） を調整するようにして も良い。 また代りに、 S K音信号フィルタ 22のフィルタ定数 (通過帯域特性等） を調整するようにしても良い。 同様にし て、 操作者は自動血圧計のコロ卜コフ音消滅の検出時点④" が 聴音法による消滅の認識時点④" と一致するか否かを容易に 評価できる。 もし一致すれば信号 T H 4のレベルは適切であ る。 また一致しなければ外部から V R 2を調整して信号 D K P の消滅検出時点を容易に調整できる。 また代りに、 D K音信号 フィルタ 2 5のゲイン （信号振幅） を調整するようにしても 良い。 また代りに、 D K音信号フィルタ 2 5のフィル夕定数
    [0053] (通過帯域特性等） を調整するようにしても良い。 こうして、 コロ 卜コフ音の発現時点の調整と消滅時点の調整を別個に行え るので、 より精密で正確な調整が行える。
    [0054] [計測方法 3 ]
    [0055] 本発明はカフの昇圧中の血圧測定にも適用できることは明ら かである。 計測方法 3はカフの昇圧中の血圧測定に関する。 第 9図は本発明による ·計測方法 3の自動血圧計のブロック 構成図である。 第 1図又は第 3図と同一構成には同一番号を 付して説明を省略する。 図において、 2 8は脈動防止フィルタ (ローパスフィルタ） であり、 カフ加圧中のポンプ音等をカツ 卜する。 2 9はバイパスバルブであり、 脈動防止フィルタの 流路をバイパスする。 尚、 ポンプ駆動回路 1 3はカフ 2の加圧 速度を制御可能である。
    [0056] 第 1 0図は M P U 9による計測方法 3の計測制御手順の フローチャートであり、 第 1 2図は計測方法 3の自動血圧計の 動作夕ミングチャートである。 第 1 0図において、 ステップ S 7 Iでは急排弁 1 4及び定排弁 1 5を閉鎖する。 ステップ S 72では加圧ポンプ 1 2を 0 Nにし、 ステップ S 7 3では 力.フ圧の表示をスター卜する。 ステップ S 74ではカフ圧 Pが 20 mniH gになるのを待つ。 20mmH gになるとステップ S 75でバイパスバルブ 2 9を閉鎖する。 これにより空気は 脈動防止フィルタ 28を介して供給される。 ステップ S 76で はカフ 2の昇圧速度を 8秒当り 50 mmH g'に制御する。 昇圧 中の最低血圧 UD I Aの測定は予備的なものであり比較的ラフ に行う。 ステップ S 77では K音発現 （DKP開始） か否かを 判別する。 K音発現ならステップ S 78でレジスタ KUD I A にその時点のカフ圧 Pをストァする。 これはカフ昇圧中に検出 した最低血圧 U D I Aである。 ステップ S 79ではレジスタ P AD I Aにその時点の脈波振幅 PAをストアする。 この P A D I Aは最低血圧 U D I A検出時点の脈波振幅である。 また ステップ S 7 7の判別で K音の発現でないならステツブ S 78 , 79をスキップする。 ステヅプ S 80では脈波振幅の 最大値 P Am a xを検出する。 P A m a xでない間はステップ S 76に戻り、 やがて P Am a xを検出するとステップ S 8 1 でレジスタ M E A Nにその時点のカフ圧 Pをストアする。 この M E A Nは平均血圧である。 ステップ S 82ではカフ 2の 昇圧速度を 1 2·秒当り 5 OmmH gに制御する。 昇圧中の最高 血圧 U S Y Sの測定は 1回しか行わないので測定精度を高める 。 ステップ S 83では K音消滅 （ S K P消滅） か否かを判別 する。 K音消滅でない間はステップ S 82に戻る。 やがて K音 消滅するとステップ S 84でレジスタ D S Y Sにその時点の カフ圧 Pをストアする。 この D SY Sはカフ昇圧中に検出した 最高血圧 S Y Sである。 ステップ S 85ではレジスタ P A S Y Sにその時点の脈波振幅 P Aをス卜ァする。 この P A S Y Sは 最高血圧 D S Y S検出時点の脈波振幅である。 ステヅプ S 86 では加圧ポンプ 1 2を 0 F Fする。 ステップ S 87では急排弁 1 4及び定排弁 1 5を開放する。 これによりカフ圧は急減す る。 ステップ S 88ではカフ圧が ME AN (平均血圧） + 1 0 mmH gまで減圧されるのを待つ。 やがてカフ圧が M E A N + 1 0 mmH gまで減圧されるとステップ S 89で急排弁 1 4 のみを閉鎖する。 ステップ S 90では K音消滅 （D K P消滅） を待つ。 K音消滅するとステップ S 9 1でレジスタ K D D I A にその時点のカフ圧 P (消滅検出前の最後の K音に対応する カフ圧） をストアする。 この KD D I Aはカフ減圧中に検出し た最低血圧 D D I Aである。 ステップ S 92ではバイパスバル ブ 29、 急排弁 1 4を鬨放する。 ステップ S 93ではカフ圧 P が 20 mm H gを下まわるのを待つ。 カフ圧 Pが 2 0 mmH g を下まわるとステヅプ S 94で第 1 1図の評価処理を行う。 ステップ S 95では被験者の最高血圧 D S Y S、 最低血圧 D D I Aの情報等を表示する。
    [0057] 第 1 1図は M P U 9による評価手順のフローチャートであ る。 ステップ S 1 0 1では { ( 0. 5 - α ) X P A m a X } ≤ P A S Y S≤ { (0. 5 + a ) X P A m a x } か否かを判別 する。 P A S Y Sが上記範囲内にあればステップ S 84で検出 した最高血圧 D SYSは正しいと判断される。 また P AS YS が上記範囲内にない時はステップ S 1 02でレジスタ D S Y S に " E R R O R" メッセージをス トアする。 ステップ S 1 0 3では { ( 0. 8— 13 ) X P A m a X } ≤ P A D I A≤ { (0. 8 + /3 ) X P A m a x } か否かを判別する。 PA SY Sが上記範囲内にあればステップ S 78で検出した最低血圧 KUD I Aは一応確からしいと推定される。 また P AS Y Sが 上記範囲内にない時はステップ S 1 04でレジスタ K U D I A に E R R 0 R情報 （例えば F F) をストアする。 ステップ S 1 05では I KUD I A - K D D I A | ≤ 1 5mmH gか否かを 判別する。 該判別が範囲.内ならステップ S 1 0 9でレジスタ D D I Aにステヅプ S 9 1で検出した K D D I Aの内容を ストアする。 '最低血圧の表示はカフ減圧時の測定結果を優先さ せる。 またステップ S 1 05の判別が範囲外ならステップ S 1 0 6で KUD I A = E R R O R情報か否かを判別する。 K U D I A = E R R 0 R情報ならステヅプ S 1 07で D D I Aに "E R R O R" メヅセージをストアする。 また KUD I A = E R R 0 R情報でなければステップ S 108で D D I Aに KU D I Aの内容をストアする。 K U D I Aはステップ S 1 03の 評価を通過しているので最低血圧の表示に採用可能である。
    [0058] 尚、 上述各計測方法では最高血圧、 最低血圧の判定情報を L E D表示器 1 0に表示したが、 これに限らない。 他に音声等 により出力しても良い。
    [0059] また、 上述各計測方法ではコネクタ 1 1を介して取り出した 信号を C P U 3 3を介して処理する構成としたが、 これに限ら ない。 他にも、 より簡便な構成として、 例えばこれらの信号を 所定の卜 リガーにより直接的に C R T装置等で比較して見るこ とができるし、 これにより聴診法の認識結果と比較することが 可能である。 あるいは、 信号 S K P , D K P等により直接的に スピーカ等に所定音を発生させるようにしても、 聴診法の認識 結果と比較することが可能である。
    [0060] 以上述べた如く本発明によれば、 カフ圧信号の脈波信号成分 の推移に基づいて被験者の最高血圧が存在し得る範囲と最低 血圧が存在し得る範囲を設定するので、 特に振動性ノィズに よる誤認識及びセンサの位置ずれ、 センサの不良等による誤認 識を有効に監視でき、 計測が正しく行えたか否かを正しく判断 できる。
    [0061] また本発明によれば、 コロ卜コフ音信号又は所定閾値の信号 等を外部に取り出す信号取出手段及びそれらの信号を基にして の調整手段を備えるので、 血圧測定の状態が容易に把握でき、 使用時の校正が容易に行える。
    [0062] また本発明によれば、 聴診法又は他の基準となる測定結果と 容易に比較できるので、 種々の使用目的に容易に対処できる。
    权利要求:
    Claims 2 o 請求の範囲
    ( 1 ) コロ トコフ音信に基づき被験者の血圧を測定する自動 血圧計において、
    カフ圧を検出してカフ圧信号を出力する力フ圧検出手段 と、
    コロ トコフ音を検出してコロ 卜コフ音信号を出力するコ口 トコフ音検出手段と、
    前記検出したコロ卜コフ音信号について増幅、 フィルタリン グの処理を行い、 該処理をしたコロトコフ音信号と所定閾値を 比較することにより該所定閾値を超えるコロ 卜コフ音信号を 抽出するコロ トコフ音信号処理手段と、
    前記抽出したコロ トコフ音信号に基づいて最高血圧及び 最低血圧を判定する血圧判定手段と、
    前記検出したカフ圧信号の脈波信号成分の推移に基づいて 被験者の最高血圧の存在し得る範囲と最低血圧の存在し得る 範囲を設定する範囲設定手段と、
    前記血圧判定手段が判定した血圧が前記範囲設定手段が設定 した範囲に含まれるか否かを判定する評価手段と、
    前記血圧判定手段が判定した血圧の情報及び前記評価手段に よる判定の情報を表示する表示手段を備えることを特徴とする 自動血圧計。 .
    ( 2 ) 範囲設定手段は、 カフの減圧計測又は昇圧計測のシーケ ンスに応じて、 脈波信号成分の最大振幅 X η ( 0 < η < 1 ) の 脈波信号が計測の開始又は終了行程で現われた時点のカフ圧を 含む所定範囲を最高血圧の存在し得る範囲と設定し、 かつ脈波 信号成分の最大振幅 X m ( 0 < m < 1 ) の脈波信号が計測の終 了又は開始行程で現われた時点のカフ圧を含む所定範囲を最低 血圧の存在し得る範囲と設定することを特徴とする請求の 範囲第 1項記載の自動血圧計。
    ( 3 ) 範囲設定手段は、 カフの減圧計測又'は昇圧計測のシーケ ンスに応じて、 連続する脈波信号成分の信号振幅が計測閧始 行程で所定以上の増加率又は計測終了行程で所定以下の減少率 を示す時はその時点のカフ圧を含む所定範囲を最高血圧の存在 し得る範囲と設定し、 かつ連続する脈波信号成分の信号振幅が 計測終了行程で所定以下の減少率又は計測開始行程で所定以上 の増加率を示すときはその時点のカフ圧を含む所定範囲を最低 血圧の存在し得る範囲と設定することを特徵とする請求の範囲 第 1項記載の自動血圧計。
    ( 4 ) 表示手段は評価手段が否と判定した血圧の情報に対して 点滅情報を付加することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の 自動血圧計。
    ( 5 ) 表示手段は評価手段が否と判定した血圧の情報をエラー メッセージで置換えて表示することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の自動血圧計。
    ( 6 ) コロ 卜コフ音信に基づき被験者の血圧を測定する自動血 圧計において、
    検出したコロ 卜コフ音信号について増幅、 フィルタリングの 処理を行い、 該処理をしたコロ卜コフ音信号と所定閾値を比較 することにより該所定閾値を超えるコロトコフ音信号を抽出す るコロトコフ音信号処理手段と、
    前記抽出したコ口 トコフ音信号に基づいて最高血圧及び 最低血圧を判定する血圧判定手段と、
    前記処理をしたコロ卜コフ音信号又は前記所定閾値の信号を 外部に取り出す信号取出手段と、
    前記処理をしたコロ 卜コフ音信号の振幅又は前記所定閾値 又はフィルタ定数を外部から調整できる調整手段を備えること を特徵とする自動血圧計。
    ( 7 ) コロトコフ音信号処理手段は、
    最高血圧付近のコロ卜コフ音信号を通過させる第 1のフィル タ手段及び該第 1のフィルタ手段を遒過したコロトコフ音信号 と第 1の所定閾値を比較する第 1の比較手段と、
    最低血圧付近のコロトコフ音信号を通過させる第 2のフィル タ手段及び該第 2のフィルタ手段を通過したコロ 卜コフ音信号 と第 2の所定閾値を比較する第 2の比較手段を備えることを 特徴とする請求の範囲第 6項記載の自動血圧計。
    ( 8 ) 血圧判定手段は、 カフの減圧計測又は昇圧計測のシーケ ンスに応じて、 第 1の比較手段が抽出したコロ 卜コフ音信号が 発現又は消滅する時点の血圧を最高血圧と判定し、 かつ第 2の 比較手段が抽出したコロ 卜コフ音信号が消滅又は発現する時点 の血圧を最低血圧と判定することを特徴とする請求の範囲第 7 項記載の自動血圧計。
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    引用文献:
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