血压测量装置及其控制方法

专利名称：血压测量装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种将袖带安装到测量部位上并根据使袖带压力变化时检测的压力 脉搏的变化来测量血压的技术，尤其涉及确定舒张期血压值和收缩期血压值的技术。
背景技术：
在高血压症的治疗中血压测量是非常重要的。根据WH0/ISH高血压治疗指南，以 5mmHg单位的血压值对高血压的程度进行分类，并推荐了适合各种类型的治疗方法。因此， 能否进行适当的治疗受测量到的血压值的影响。另外，在人口老龄化加剧之中，当考虑到对 与高血压症密切相关的心血管疾病、代谢综合征的预防时，对血压测量的精度、可靠性的要 求非常高。以往，作为非观血式血压计的测量法，与听诊法同样，采用了通过检测柯氏音来测 量血压的传声器法和通过检测与袖带内的空气袋内压重叠的压力脉搏的变化来测量血压 的示波法，其中，非观血式血压计的测量法是将袖带缠绕在血压测量部位上，使袖带压力从 比收缩期血压(也称为收缩期血压)高的压力逐渐变化到比舒张期血压(也称为舒张期血 压)低的压力来测量血压的方法。在示波法中，例如，使袖带压力从收缩期血压值以上的压力(例如ISOmmHg)逐渐 变化到舒张期血压值以下(例如60mmHg)时检测的压力脉搏的振幅最初示出为大致恒定 值，但随着袖带压力接近收缩期血压值而逐渐变大。而且，当袖带压力变成收缩期血压以 下、并接近舒张期血压时，压力脉搏的振幅成为最大，此次表示逐渐变小的变化。进而，当袖 带压力成为舒张期血压以下时，压力脉搏的振幅变化为逐渐接近某恒定值。因此，在示波法 中，通过用以检测到的压力脉搏的大小的最大压力脉搏振幅值为基准时的各压力脉搏振幅 的比例(％)表示，将压力脉搏振幅随袖带压力变化的时序变化分布标准化。并且，根据多 次取得的实际数据的平均值来求出与同时测量的利用听诊法(K法)得到的收缩期血压值 和舒张期血压值相当的压力脉搏的比例。该值为收缩期血压为50%、舒张期血压为60% 80%的值。但是，采用听诊法的血压值与上述压力脉搏振幅的比例关系受到血压值、脉搏的 强弱、血管内压即观血血压波形的形状的个体差异影响。另外，也受到涉及由袖带的缠绕方 式产生的袖带上游部及下游部的袖带边缘效应(与袖带的中央部相比，在端部按压血管的 力变弱的现象)的偏差、由袖带的缠绕方式产生的柔度的变化(脉搏检测灵敏度的变化) 等的测量方法的影响。并且，袖带末端部的搏出现象受到以下因素的影响比袖带安装部位 靠近末端侧即前臂部、手部的血管弹性及血管容积的大小的个体差异、血压测量后的血液 的末端侧循环好坏的个体差异、以及受到反复进行血压测量的时间长短影响的袖带末端侧 血管的瘀血程度所引起的末端血管内压的上升。影响因素的大部分是个体差异所引起的问题，难以进行直接的应对，针对袖带缠 绕方式的对应对血压测量的可用性影响很大，因此采用提高对袖带末端侧的搏出脉搏的检 测灵敏度并提高S/N的对策来作为降低收缩期血压测量中的影响因素的方法。例如，在专
4利文献1中提出有双袖带法在最能反映阻血用空气袋的压力的袖带中央部设置用于选择 性地检测向袖带末端侧的搏出的脉搏检测用空气袋，提高向成为收缩期血压测量的关键点 的对袖带末端侧的搏出脉搏的检测能力。专利文献1 日本特开2005-185295号公报但是，即使在使用了上述双袖带法的情况下，由于由袖带末端侧的搏出引起的阻 碍脉搏信号的检测的袖带压力比收缩期血压高时的袖带边缘效应、由与心脏的收缩及舒张 同步侵入袖带的上游部后被推回的血流变化所产生的袖带上游部脉搏，有时不能确保充分 的S/N。另外，在双袖带法中，有时为了导出在脉搏小等情况下的血压值也不得不使用依照 根据与听诊法的舒张期血压的相关性来求取的示波法的方法，有时也受到个体差异产生的 影响。因此，为了更准确的测量，需要进行多次血压测量，或者由医生进行使用了听诊法的 测量。

发明内容
本发明是鉴于上述的问题而提出的，其目的在于提供一种不易受被测量者个体差 异的影响且精度更高的血压值的导出方法。为了解决上述问题，本发明提供的血压测量装置具有以下的结构。S卩，一种血压 测量装置包括袖带部，该袖带部包括被敷设在与血压测量部位接触的一侧、用于压迫血 压测量部位整体的阻血用空气袋；被敷设在上述阻血用空气袋的与血压测量部位接触的一 侧、用于压迫血压测量部位的血管的心脏一侧的副空气袋；以及被敷设在上述阻血用空气 袋的与血压测量部位接触的一侧、用于检测血压测量部位的血管的中央部稍微下游侧的脉 搏的脉搏检测用空气袋，对上述袖带部的各空气袋进行加压或减压的压力控制机构；检测 上述袖带部的各空气袋内的压力的压力传感器；脉搏信号抽取机构，在利用上述压力控制 机构对上述袖带部的各空气袋进行加压或减压的过程中，抽取与由上述压力传感器检测到 的袖带内的压力重叠的脉搏信号的时序数据；以及血压值导出机构，根据脉搏信号的特征 量的变化和在该变化时刻的袖带内的压力来导出收缩期血压值和/或舒张期血压值，上述 血压测量装置的特征在于，上述血压值导出机构针对包含在上述脉搏信号的时序数据中的 多个1周期脉搏信号的每一个，检测在峰值(peak)点与该峰值点之前(先于峰值点)出现 的底部(bottom)点的期间内的1周期脉搏的最大倾斜点，根据在检测到的最大倾斜点之前 出现的底部点的脉搏振幅值与在通过检测到的最大倾斜点的切线的上述底部点的时刻的 值的差值来导出收缩期血压值和/或舒张期血压值。另外，一种血压测量装置包括袖带部，该袖带部包括被敷设在与血压测量部位 接触的一侧、用于压迫血压测量部位整体的阻血用空气袋；被敷设在上述阻血用空气袋的 与血压测量部位接触的一侧、用于压迫血压测量部位的血管的心脏一侧的副空气袋；以及 被敷设在上述阻血用空气袋的与血压测量部位接触的一侧、用于检测血压测量部位的血管 的中央部稍微下游侧的脉搏的脉搏检测用空气袋，对上述袖带部的各空气袋进行加压或减 压的压力控制机构；检测上述袖带部的各空气袋内的压力的压力传感器；脉搏信号抽取机 构，在利用上述压力控制机构对上述袖带部的各空气袋进行加压或减压的过程中，抽取与 由上述压力传感器检测到的袖带内的压力重叠的脉搏信号的时序数据；以及血压值导出机 构，根据脉搏信号的特征量的变化和在该变化时刻的袖带内的压力来导出收缩期血压值和
5/或舒张期血压值，上述血压测量装置的特征在于，上述血压值导出机构针对包含在上述脉 搏信号的时序数据中的多个1周期脉搏信号的每一个，检测在峰值点与该峰值点之前出现 的底部点的期间内的1周期脉搏的最大倾斜点，并根据在检测到的最大倾斜点与该最大倾 斜点之前出现的底部点的期间内被通过该最大倾斜点的切线和上述脉搏信号所包围的部 分的面积来导出收缩期血压值和/或舒张期血压值。为了解决上述问题，本发明提供的血压测量装置的控制方法具有以下的特征。即， 一种血压测量装置的控制方法，该血压测量装置包括袖带部，其包括被敷设在与血压测 量部位接触的一侧、用于压迫血压测量部位整体的阻血用空气袋；被敷设在上述阻血用空 气袋的与血压测量部位接触的一侧、用于压迫血压测量部位的血管的心脏一侧的副空气 袋；以及被敷设在上述阻血用空气袋的与血压测量部位接触的一侧、用于检测血压测量部 位的血管的中央部稍微下游侧的脉搏的脉搏检测用空气袋，对上述袖带部的各空气袋进行 加压或减压的压力控制机构；以及检测上述袖带部的各空气袋内的压力的压力传感器，上 述血压测量装置的控制方法的特征在于，包括脉搏信号抽取步骤，在利用上述压力控制 机构对上述袖带部的各空气袋进行加压或减压的过程中，抽取与由上述压力传感器检测到 的袖带内的压力重叠的脉搏信号的时序数据；和血压值导出步骤，根据脉搏信号的特征量 的变化和在该变化时刻的袖带内的压力来导出收缩期血压值和/或舒张期血压值，在上述 血压值导出步骤中，针对包含在上述脉搏信号的时序数据中的多个1周期脉搏信号的每一 个，检测在峰值点与该峰值点之前出现的底部点的期间内的1周期脉搏的最大倾斜点，并 根据在检测到的最大倾斜点之前出现的底部点的脉搏振幅值与在通过检测到的最大倾斜 点的切线的上述底部点的时刻的值的差值来导出收缩期血压值和/或舒张期血压值。另外，一种血压测量装置的控制方法，该血压测量装置包括袖带部，其包括被 敷设在与血压测量部位接触的一侧、用于压迫血压测量部位整体的阻血用空气袋；被敷设 在上述阻血用空气袋的与血压测量部位接触的一侧、用于压迫血压测量部位的血管的心脏 一侧的副空气袋；以及被敷设在上述阻血用空气袋的与血压测量部位接触的一侧、用于检 测血压测量部位的血管的中央部稍微下游侧的脉搏的脉搏检测用空气袋，对上述袖带部的 各空气袋进行加压或减压的压力控制机构；以及检测上述袖带部的各空气袋内的压力的压 力传感器，上述血压测量装置的控制方法的特征在于，包括脉搏信号抽取步骤，在利用上 述压力控制机构对上述袖带部的各空气袋进行加压或减压的过程中，抽取与由上述压力传 感器检测到的袖带内的压力重叠的脉搏信号的时序数据；和血压值导出步骤，根据脉搏信 号的特征量的变化和在该变化时刻的袖带内的压力来导出收缩期血压值和/或舒张期血 压值，在上述血压值导出步骤中，针对包含在上述脉搏信号的时序数据中的多个1周期脉 搏信号的每一个，检测在峰值点与该峰值点之前出现的底部点的期间内的1周期脉搏的最 大倾斜点，并根据在检测到的最大倾斜点与该最大倾斜点之前出现的底部点的期间内被通 过该最大倾斜点的切线和上述脉搏信号所包围的部分的面积来导出收缩期血压值和/或 舒张期血压值。根据本发明，能够提供具有不易受被测量者个体差异的影响且精度更高的血压值 的导出方法的血压测量装置及其控制方法。在此，本发明的进一步特征可从以下用于实施本发明的最佳实施方式和附图中得 到明确。另外，在附图中，对相同或等效的结构标以相同的符号。


附图包含在说明书中并构成其一部分，示出本发明的实施方式，和其记述一同用 于说明本发明的原理。图1是表示在袖带压力的减压过程中脉搏信号与袖带压力重叠的情况的图。图2是在袖带压力减压过程中将与袖带压力重叠的脉搏振幅值的变化情况与袖 带压力的变化一同示出的图。图3是第一实施方式的血压测量装置的袖带在长臂方向的剖视图。图4是示意地示出包含在脉搏信号PW中的各成分的图。图5是示意地示出来自袖带中央部A下的血管内容积变化的Wl-A成分在袖带压 力的减压过程中产生、变化的情况的图。图6A是举例说明收缩期血压值的导出方法的图。图6B是举例说明收缩期血压值的导出方法的图。图7A是举例说明舒张期血压值的导出方法的图。图7B是举例说明舒张期血压值的导出方法的图。图8是例示地示出在减压过程的测量中的脉搏的最大振幅及差值H的时序变化的 图。图9是第一实施方式的血压测量装置的袖带加压程序的工作流程图。图10是血压值的测量程序的详细流程图。图11是表示第一实施方式的血压测量装置的结构的图。
具体实施例方式[第一实施方式]根据最佳实施方式，并参照附图对本发明的血压测量装置进行说明。另外，在此， 以具有阻血用空气袋、脉搏检测用空气袋、以及副空气袋(所谓的三袖带)的血压测量装置 为例进行说明。另外，以下，对在袖带压力的减压过程中使用了本发明的三袖带的情况下得 到的脉搏信号进行详细说明之后，对本发明的血压测量装置的详细工作进行说明。《装置结构》图11是表示第一实施方式的血压测量装置的框图。袖带主体201具有被设置成 可在包括上臂部的血压测量部位上自由拆装的布制的袖带部件202，在该袖带部件202的 测量部位接触侧的端部设置有虚线图示的雄面搭扣(钩型)203，并且在与测量部位接触侧 相反的面上的与阻血用空气袋相同的位置和面积上设置有雌面搭扣(环状)204。将该袖带 部件202如图所示那样缠绕在上臂，并卡定各面搭扣，由此能够拆装袖带主体201。在此，面 搭扣只不过是一例，也可以是除此以外的部件，另外还可以是以预先形成筒状并插入上臂 的方式来设置袖带主体的结构。在该袖带部件202的内部敷设有用于压迫血压测量部位整体的虚线图示的阻血 用空气袋208。另外，在该阻血用空气袋208的与血压测量部位接触的一侧敷设有为了压迫 血压测量部位的心脏H侧而宽度形成得较窄的虚线图示的副空气袋207。在副空气袋207 和阻血用空气袋208之间设置有用于衰减副空气袋207的振动而覆盖副空气袋207的整体
7的第一缓冲部件209。另外，敷设虚线图示的脉搏检测用空气袋205构成了袖带主体201，该脉搏检测用 空气袋205用于通过敷设在该阻血用空气袋208的与血压测量部位接触一侧来压迫血压测 量部位的血管下游侧且检测下游侧的脉搏。为了对该袖带主体201进行加压及减压，袖带主体201的阻血用空气袋208通过 第二配管212和配管215与加减压机构即泵223连接，另外，袖带主体201的脉搏检测用空 气袋205通过第一配管211和流体阻挡器214与加减压机构即泵223连接，另外，袖带主体 201的副空气袋207通过第三配管213和开闭阀216与加减压机构即泵223连接。另外，用 于根据脉搏检测用空气袋205的压力变化得到袖带压力信号的袖带压力检测机构即压力 传感器231与脉搏检测用空气袋205之间通过第一配管211连接。另外，第三配管213连 接在副空气袋207上。上述第一配管211、第二配管212、以及第三配管213由软管构成，被设置成通过连 接器210从主体230上自由拆装。另外，有时在第三配管213上优选还连接容积与压力成 正比地变大并且进行压力的平稳化的阻尼装置218(虚线图示)。在十字分支部220上连接有泵223和快速排气阀兼定速排气阀222。快速排气阀 兼定速排气阀222与控制部248连接，开闭阀216与控制部246连接，根据中央控制部235 的指令，快速排气阀兼定速排气阀222控制电磁阀的开口面积，另外，开闭阀216对电磁开 闭阀进行开闭工作。另外，泵223随着来自与马达M连接的泵驱动部249的电力供给而被驱动，将外部 空气从开口部223a导入泵内并进行加压，通过十字分支部220将加压空气送至配管215和 第三配管部213a，由此能够进行各空气袋的加压。快速排气阀兼定速排气阀222是为了实现每秒2 4mmHg的减压速度而利用电磁 力的强度使开口面积可变的构造，能够通过得到来自控制部248的PWM驱动信号来设定任 意的减压速度。通过流体阻挡器214来自使脉搏成分衰减了的阻血用空气袋208的阻血压力信号 和脉搏检测用空气袋205的压力变化被输入到袖带压力检测机构即压力传感器231。在该 压力传感器231上连接有转换成模拟电信号的压力测量部232，进而，在压力测量部232上 连接有A/D转换器233，将数字信号作为袖带压力信号输出到中央控制部235。该中央控制部235包括进行测量数据以及解析结果的读写等的RAM238 ；从袖带 压力信号中检测重叠的脉搏信号的脉搏处理部239 ；对袖带(阻血用空气袋、脉搏检测用空 气袋、副空气袋)的压力进行加压、减压的袖带压力控制部240 ；从检测到的脉搏变化和阻 血袖带压力信号来确定血压的血压测量部241 ；用于使测量到的血压值显示在血压显示机 构237的显示控制部237a ；以及存储作为能够由中央控制部235读取的各种控制程序的 R0M236。此外，RAM238还作为中央控制部235中待处理的程序的工作区域而发挥作用。另外，在中央控制部235上连接有显示血压值的血压显示机构即液晶显示部237、 和进行上述各驱动控制的各驱动部。另外，来自包含干电池的电源部243的电力供给这样构成通过开关242的操作， 由中央控制部235将电力供给到各部分从而进行血压测量所需的各动作。在如上构成的血压测量装置中，中央控制部235能够读出预先存储在R0M236中的
8各种测量用控制程序，按照下述的血压测量程序的流程图进行工作。《袖带的压迫力和脉搏信号》图1是表示在袖带压力的减压过程中脉搏信号与袖带压力重叠的情况的曲线图。 在该曲线图中示出了脉搏信号的大小和形状随袖带压力的减小而变化的情况。另外，图2 是在袖带压力减压过程中将与袖带压力重叠的脉搏振幅值的变化的情况和袖带压力的变 化一同示出的图。在袖带压力的减压过程中，脉搏振幅值逐渐变大，在经过最大振幅值出现 的点M之后，脉搏振幅值具有逐渐减小的趋势。图3是第一实施方式的血压测量装置的袖带(三袖带)在长臂方向(上臂的延伸 方向)的剖视图。变形例的袖带为包括血管阻血用的大袖带1、脉搏检测用的小袖带2、以 及设置在上游部的副袖带3的三袖带。示出了血管100在Q的部分被已加压的血管阻血用 的大袖带1及副袖带3阻血，从上游侧IOOa向下游侧IOOb的血流被抑制的情况。用大袖带1压迫手臂的力在袖带的宽度方向的中央部(图3的A的部分，以下只 称为袖带中央部A)最强，随着靠近两端而变弱，在两端大致变为0。但是，与不具有副袖带 3的双袖带的情况相比，不同点是利用副袖带3的效果阻止了图3的“B”所示的区间中的血 流的侵入。小袖带2被设置在该袖带的宽度方向的袖带中央部A，由此最容易掌握在该部分 的血管内压力变化(血管内容积变化)。其中，说明书中的“袖带压力”表示袖带内的压力 的意思，而实际上等于在袖带的宽度方向的袖带中央部A的手臂的压迫力，因此，也是从袖 带向袖带的宽度方向的袖带中央部A下的血管所施加的压力。《构成脉搏信号的各成分的性质》与由袖带检测用的小袖带2检测的袖带压力重叠的脉搏信号主要可以分为来 自随着血流从袖带上游侧排出而引起的血管内容积变化的直接袖带内压力变化的成分 Wl (以下称为Wl成分)；和来自随着由袖带下游侧的血管的反射产生的血管内容积变化的 袖带内压力变化的成分W2(以下称为W2成分)。并且，Wl成分可考虑分为来自袖带的宽 度方向的中央部即袖带中央部A部分下的压力变化(血管内容积变化)的成分Wl-A(以下 称为Wl-A成分)；来自袖带的宽度方向的上游部即图3的B部分(以下只称为袖带上游部 B)下的压力变化(血管内容积变化)的成分Wl-B (以下称为Wl-B成分)；以及来自袖带的 宽度方向的下游部即图3的C部分(以下只称为袖带下游部C)下的血管内容积变化的成 分Wl-C (以下称为Wl-C成分)。进而，来自由血管内压力产生的血管的振动的成分WO只有 少量，但也包括在内。图4是示意地示出包含由三袖带法取得的脉搏信号PW中的各成分的图。具体而 言，在用粗线表示的脉搏信号PW中包括Wl成分和W2成分，进而Wl成分由Wl-A成分和Wl-C 成分构成。另外，与不具有副袖带3的双袖带的情况相比，利用副袖带3能够弥补大袖带 1的袖带边缘效应，因此，大幅降低了来自由流入袖带上游部B下的血流产生的血管内容积 变化的Wl-B成分。另外，抑制Wl-B成分的结果，能够重新观测由血管内压力产生的血管的振动成分 即WO成分。但是，与由Wl-A成分和Wl-C成分引起的振幅变化相比，WO成分的振幅变化十 分小。脉搏信号PW是在减压过程中袖带压力位于收缩期血压值与舒张期血压值之间时 观测的代表性的例子。减压过程中的袖带压力在收缩期血压值到舒张期血压值之间，能够观察到血液流入袖带中央部A，在比袖带靠近下游侧的血管排出血液的现象。然后，在这种 情况下，来自随着向下游侧的血管排出血液的袖带中央部A下的血管内容积变化的Wl-A成 分和来自袖带下游部C下的血管内容积变化的Wl-C成分重叠而形成Wl成分，进而，由来自 下游侧的反射产生的W2成分具有时间差地与之重叠，形成与袖带压力重叠的脉搏信号PW。在此，脉搏检测用的小袖带2被安装在袖带中央部A，所以与WO成分和Wl-C成分 相比，最容易感知Wl-A成分。因此，与Wl-C成分的特征相比，Wl-A成分的特征更大程度地 反映Wl成分的形状。Wl-C成分表示在袖带下游部C下的血管内容积变化，但下游部C位于中央部A的 下游侧，下游侧C的袖带的压迫力比中央部A的袖带的压迫力小，所以下游部C下的血管的 开闭大致与中央部A下的血管的开闭同步，实际上不存在Wl-A成分和Wl-C成分的出现的 时间差。W2成分是相对于来自上游的血流的排出的来自袖带下游侧的血管的反射，因此， 由于下游侧的血管内压力比袖带压力高的定时，峰值的出现比Wl成分的峰值的出现晚(图 4)。一般而言，W2成分的形状对脉搏信号的整体形状的反映比Wl成分(W1-A成分与Wl-C 成分的合成)的形状的反映小。另外，减压过程中的袖带压力在舒张期血压值的附近，袖带 下游侧的血管内压力充分恢复到被袖带阻血前的状态，因此来自下游侧的血管的反射实际 上消失了。因此，袖带压力在舒张期血压值的附近被检测的脉搏信号中，W2成分实质上消 失了。图5是示意地示出来自袖带中央部A下的血管内容积变化的Wl-A成分在袖带压 力的减压过程中产生、变化的情况的图。在曲线图1中，横轴表示以恒定的减压速度对袖带压力进行减压时的经过时间， 纵轴表示血管内外压力差(血管内压力-袖带压力)，根据在以三角形波形简化了观血波形 (血管内压力变化)的情况，表示来自在经过时间的各时刻的观血波形(血管内压力变化) 的袖带中央部A下的血管内外压力差的变化(与观血波形相同的三角形波形)。另外，在曲线图1的上侧，将纵轴设为血管内容积，将按照血管内外压力差的变化 生成的各时刻的血管内容积的变化表示为曲线图2。在血管内外压力差的纵轴的左侧，将 血管内外压力差的变化(曲线图1)变换到血管内容积的变化(曲线图2)的血管内外压力 差-血管内容积的关系表示为以横轴为血管内容积的曲线图3。针对曲线图3的血管内外压力差-血管内容积的关系，假设为关注血管内容积在 血管内外压力差为0的附近急剧变化(急剧增加或急剧减少)的趋势而简化了的关系。艮口， 用血管内容积在VO和Vl点具有两个弯折部，由VO与Vl之间的急剧倾斜的部分和VO以下 与Vi以上的缓慢倾斜的部分的直线构成的折线来表示在血管内外压力差增减的过程中的 血管为全闭的状态(血管内容积0)和全开的状态(血管内容积Vmax)之间的变化。这是在血管内外压力差为0的位置处血管由于自重呈压挤(血管内容积V0)的状 态，但当从该位置变化到血管内外压力差为正值时血管内容积突然增大，血管达到充分打 开的状态(血管内容积VI)，之后，相对于血管内外压力差的变化，示出了缓慢增大(向最大 的血管内容积Vmax)的趋势和当血管内外压力差从0的位置变化为负值时血管内容积缓慢 减少(向血管内容积0)的趋势。其中，在曲线图3中，血管内容积在VO与Vl之间的急剧 倾斜的部分以直线近似，因此血管内容积的变化的比例在此期间为相同，但实际上，血管内
10外压力差为0的位置(血管内容积VO的位置)的变化的比例为最大。像这样的血管内容积在血管内外压力差为0的附近急剧变化(急剧增加)的趋势 的程度依赖于被测量者的血管的伸展性的大小，但趋势本身可考虑为能够被一般化。在曲线图1中，在袖带压力的减压过程(经过时间)中，a表示袖带压力与收缩期 血压值相等的时刻的袖带中央部A下的血管内外压力差的变化(三角形波形)，b表示袖带 压力位于收缩期血压值和舒张期血压值大致中央处的时刻的袖带中央部A下的血管内外 压力差的变化(三角形波形)，c表示袖带压力与舒张期血压值相等的时刻的袖带中央部A 下的血管内外压力差的变化(三角形波形)。在经过时间的各时刻的血管内外压力差(三角形波形)a、b、c的各顶点(峰值点) 来自观血波形(血管内压力变化)中的收缩期血压值的部分(即心脏的舒张期初期)，向下 的顶点(底部点)来自观血波形(血管内压力变化)中的舒张期血压值的部分(即心脏的 收缩期初期)。使用曲线图3的血管内外压力差-血管内容积的关系而将这些曲线图1的a、b、 c的血管内外压力差的变化变换成血管内容积的变化的情况用曲线图2的(a)、(b)、(c)来 表示。(a)、(b)、(c)中，用白圈表示心脏的收缩期初期的位置(前后两处)。其与观血波 形(血管内压力变化)的向下的顶点(底部点)对应。然后，在该心脏的收缩期初期的位 置(前后两处)之间表示的成分(用粗线表示)为Wl-A成分。S卩，在曲线图2中，Wl-A成 分表示在袖带压力的减压过程(经过时间)的各时刻变化的情况。在(b)、(c)的Wl-A成分(血管内容积变化)中，用圆点表示在峰值点之前的血管 内外压力差为0的位置。(a)的Wl-A成分(血管内容积变化)中，峰值点对应于血管内外 压力差为0的位置，用圆点表示该位置。用(a)、(b)、(c)的圆点表示的血管内外压力差为 0的位置实际上成为血管内容积急剧增加(急剧上升)的部分(波形的前半部分中的最大 倾斜点)。进而，在(a)、(b)、(c)的Wl-A成分中，迟于峰值点产生的血管内容积成为最小的 位置也用圆点表示。已知该Wl-A成分的迟于峰值点产生的血管内容积成为最小的位置与 实际的脉搏信号的向下的峰值点(底部点)的位置大致相同。因此，以下，将Wl-A成分的 迟于峰值点产生的血管内容积成为最小的位置称为Wl-A成分的底部点。在曲线图2中，用tl表示从在Wl-A成分之前的心脏收缩期初期的位置开始到 Wl-A成分中血管内容积急剧上升的部分(波形的前半部分中的最大倾斜点)[用圆点示出 的血管内外压力差为0的位置]的延迟时间(时间差)，另外，用T表示脉搏信号的一个周 期。在此，脉搏信号的周期T在测量期间内实际上为恒定。另外，用H表示Wl-A成分的底 部点的血管内容积急剧上升的部分(波形的前半部分中的最大倾斜点)到下方的位移。如曲线图2的(a)、(b)、(c)所示那样，时间差tl随着袖带压力从收缩期血压值到 接近舒张期血压值而变小。即，从在最大倾斜点之前的底部点到最大倾斜点出现的时间差 tl随着袖带压力从收缩期血压值到接近舒张期血压值而变小。脉搏信号的周期T在测量期间内实际上为恒定，因此从在最大倾斜点之前的底部 点到最大倾斜点出现的相位差2 π (tl/T)也同样地随着袖带压力从收缩期血压值到接近 舒张期血压值而变小。然后，如曲线图2的(c)所示，在袖带压力成为与舒张期血压值相等的时刻，在该
11简化了的曲线图的基础上，Wl-A成分的前部的底部点、最大倾斜点(急剧上升点)以及心 脏收缩期初期同时产生，变为tl = 0。《脉搏信号的特征》以上，将脉搏信号PW按成分划分，示出了对Wl-A成分简化的研究内容，但实际上， 脉搏信号PW不是分离成Wl-A成分和WO成分等而是作为各自层叠的一个脉搏信号被脉搏 检测用的小袖带2检测出。但是，如已述内容，WO成分反映上升部分，但Wl-A成分更大地反映了与袖带压力 重叠的脉搏信号的Wl成分的形状。并且，脉搏信号的W2成分通常比Wl成分小，在袖带压 力为舒张期血压值的附近处消失。因此，由压力传播产生的压力变化(W0成分)和由血管内容积变化产生的压力变 化(W1成分)在时间上错开重叠时，生成从脉搏的底部点到峰值点之间的倾斜急剧变化的 切点(notch)。《血压值的确定》因此，能够根据上述脉搏信号的特征如下述那样来确定血压值。收缩期血压值在袖带压力比收缩期血压值高时，不存在Wl-A、Wl-C的成分，因此为WO的成分的 信号。在袖带压力与收缩期血压值相等时，出现Wl-A、Wl-C的成分，生成切点。因此，若检 测Wl-A、Wl-C的成分与压力传播成分重叠的脉搏(生成切点的脉搏)，则根据此时的袖带 压力求出收缩期血压值。因此，能够采用以下方法更高精度地导出。工序1.针对各1周期脉搏，导出表示从脉搏基底部附近到脉搏的最大脉搏振幅点 之间的最大倾斜的最大变化点上的脉搏的切线。工序2.针对各1周期脉搏，求出脉搏基底部的时刻的用工序1导出的切线的交点 的值与在脉搏基底部的时刻实际测量的脉搏水平的差值H。工序3.针对各1周期脉搏，将所导出的差值H急剧远离0附近的时刻(在减压过 程的测量中急剧增加的时刻)的袖带压力确定为收缩期血压值。图6A和图6B是举例说明收缩期血压值的导出方法的图。图6A表示袖带压力比 收缩期血压值高时的例子，图6B表示袖带压力变为收缩期血压值以下时的例子。如图可知，在收缩期血压值的点生成切点，由于最大变化点远离脉搏基底部，因此 差值H急剧变大。因此，可知能够将差值H急剧变化时刻的袖带压力用作收缩期血压值。另 外，代替H，能够求出从脉搏基底部附近到最大变化点的切线与脉搏之间的面积，即使该值 变化也进行相同的处理。舒张期血压值随着袖带压力接近舒张期血压值，脉搏上升(脉压的最低点)时刻到倾斜的最大 变化点(切点)时刻的时间差τ变短，不能进行基于压力传播的成分(W0的成分)与W1-A、 Wl-C的分离。因此，只要检测出不能进行该分离的点即可。因此，能够采用以下方法更高精度地导出。工序1.针对各1周期脉搏，导出表示从脉搏基底部附近到脉搏的最大脉搏振幅点 之间的最大倾斜的最大变化点上的脉搏的切线。
工序2.针对各1周期脉搏，求出脉搏基底部的时刻的用工序1导出的切线的交点 的值与在脉搏基底部的时刻实际测量的脉搏程度的差值H。工序3.针对各1周期脉搏，将所导出的差值H急剧接近0附近的恒定值的时刻 (在减压过程的测量中急剧减少的时刻)的袖带压力确定为收缩期血压值。图7A和图7B是举例说明舒张期血压值的导出方法的图。图7A表示袖带压力比 舒张期血压值高时的例子，图7B表示袖带压力变为舒张期血压值以下时的例子。如图可知，在舒张期血压值的点上，最大变化点接近脉搏基底部故差值H急剧变 小。因此，可知能够将差值H急剧变化时刻的袖带压力用作舒张期血压值。另外，代替H，能 够求出从脉搏基底部附近到最大变化点的切线与脉搏之间的面积，即使该值变化也进行相 同的处理。另外，比较上述收缩期血压值和舒张期血压值的导出中的工序可知，大致为相同 的工序(算法)。图8是例示在减压过程的测量中的脉搏的最大振幅及差值H的时序变化的图。从 图中可知，差值H的时序变化中的急剧变化点表示与收缩期血压值及舒张期血压值的良好 的对应。如上所述，脉搏信号的底部点和最大倾斜点(急剧上升点)在各脉搏信号中被检 测出。另外，预定的阈值是考虑到所检测的脉搏的信号处理过程中的噪声等而进行设定的。 个体差异和减压速度等的测量条件对该信号处理过程中的噪声等的影响通常较小。并且，这些血压值的确定方法如现有的示波式血压计那样，不需要处理使用了受 被测量者个体差异和测量条件(减压速度等)影响大的参数(相对于根据统计方法设定的 脉搏振幅值的最大脉搏振幅值的比例等)的袖带压力的减压过程的脉搏振幅值的变化分 布。因此，能够实现由个体差异和测量条件(减压速度等)产生的偏差小的测量。《装置的工作》图9是袖带加压程序的工作流程图。首先，将袖带主体201安装到上臂部。然后，当按压未图示的测量开始开关242时， 将快速排气阀兼定速排气阀222的开口面积全开，另外，打开开闭阀216，进行各空气袋的 排气，在步骤S401中，当各空气袋内的残留空气的排气结束时，进行压力传感器231的调零 (初始化)。接着，在步骤S402，开闭阀216被维持在打开的状态。另一方面，将快速排气阀兼 定速排气阀222全闭。以上，向袖带(阻血用空气袋、脉搏检测用空气袋、副空气袋)的加 压准备就绪，在步骤S403进行对泵223的通电。接着，在步骤S404，检查是否变为规定压力(不成为阻血的障碍，能够降低袖带边 缘效应地使副空气袋207膨胀的压力)，若变为规定压力，则在步骤S405关闭开闭阀216。在步骤S406，判断袖带压力是否变为加压设定值，当变为加压设定值时进入步骤 S407，在停止泵的驱动之后进入血压值的测量程序。像这样进行泵223的连续驱动，以使阻 血用空气袋408的压力成为比预想的收缩期血压高出20 30mmHg的加压设定值。图10是血压值的测量程序的流程图。并且，在此将上述差值H用于血压确定。当进入步骤S620时就通过快速排气阀兼定速排气阀222开始定速排气。由袖带 压力控制部240使用来自袖带压力检测部的信号，以减压速度为2 3mmHg/秒而使控制快速排气阀兼定速排气阀222的开口面积可变，从而开始进行定速减压。接下来在步骤S621，从袖带压力检测部得到袖带压力，而且在接下来的步骤S622 中检测脉搏信号，检测各1脉搏信号中最大变化点(切点)并导出该最大变化点上的切线。 然后，求出在脉搏基底部时刻的该切线的交点的值与在脉搏基底部的时刻实际测量的脉搏 程度的差值H。接着，进入步骤S623，将在脉搏处理部239中导出的差值H和袖带压力作为 一组存储在RAM238。在步骤S624，判断在步骤S623中存储的差值H是否比0附近变动大，将变动时刻 的袖带压力值确定为收缩期血压值。另外，也可以预先确定阈值，将差值H超出该阈值的时 刻的袖带压力值确定为收缩期血压值。在不变动时返回到步骤S621。在步骤S626，当收缩期血压值被确定之后，重新检测脉搏信号，检测各1脉搏信号 中最大变化点(切点)并导出该最大变化点上的切线。然后，求出在脉搏基底部时刻的该 切线的交点的值与在脉搏基底部的时刻的实际测量的脉搏程度的差值H。接着，进入步骤 S627，将在脉搏处理部239中导出的差值H和袖带压力作为一组存储在RAM238。在步骤S628，判断在步骤S626中存储的差值H是否接近于0附近的恒定值，将接 近的时刻的袖带压力值确定为舒张期血压值。另外，也可以预先确定阈值，将差值H低于该 阈值的时刻的袖带压力值确定为舒张期血压值。在不低于该阈值时返回到步骤S625。在步骤S629，通过将快速排气阀兼定速排气阀222的开口面积全开并且打开开闭 阀216来使袖带为大气压。然后，在步骤S630，将所存储的收缩期血压值和舒张期血压值显示在显示部并结 束一系列的血压测量工作。如上述说明，根据第一实施方式的血压测量装置，不是统计的方法，而是根据脉搏 信号(1周期脉搏信号)的形状的变化来确定血压值(收缩期血压值及舒张期血压值)。其 结果，能够进行适应个体差异的测量，能够导出更高精度的血压值(收缩期血压值及舒张 期血压值)。如使用图8说明那样，差值H的变化在收缩期血压值和舒张期血压值的附近以良 好的对应而变化，因此能够高精度地检测。另外，用简单且相同的算法检测与收缩期血压值 和舒张期血压值对应的血压值，因此具有能够以更少的计算资源来实现的优点。本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的精神以及范围的情况下，能够进 行各种变更以及变形。因此，为了公开本发明的范围，添加以下权利要求。
1权利要求
一种血压测量装置，包括袖带部，该袖带部包括被敷设在与血压测量部位接触的一侧、用于压迫血压测量部位整体的阻血用空气袋；被敷设在上述阻血用空气袋的与血压测量部位接触的一侧、用于压迫血压测量部位的血管的心脏一侧的副空气袋；以及被敷设在上述阻血用空气袋的与血压测量部位接触的一侧、用于检测血压测量部位的血管的中央部稍微下游侧的脉搏的脉搏检测用空气袋；对上述袖带部的各空气袋进行加压或减压的压力控制机构；检测上述袖带部的各空气袋内的压力的压力传感器；脉搏信号抽取机构，在利用上述压力控制机构对上述袖带部的各空气袋进行加压或减压的过程中抽取与由上述压力传感器检测的袖带内的压力重叠的脉搏信号的时序数据；以及血压值导出机构，根据脉搏信号的特征量的变化和在该变化时刻的袖带内的压力来导出收缩期血压值和/或舒张期血压值，上述血压测量装置的特征在于，上述血压值导出机构针对包含在上述脉搏信号的时序数据中的多个1周期脉搏信号的每一个，检测在峰值点与该峰值点之前出现的底部点的期间内的1周期脉搏的最大倾斜点，并根据在检测到的最大倾斜点之前出现的底部点的脉搏振幅值与在通过检测到的最大倾斜点的切线的上述底部点的时刻的值的差值来导出收缩期血压值和/或舒张期血压值。
2.—种血压测量装置，包括袖带部，该袖带包括被敷设在与血压测量部位接触的一侧、用于压迫血压测量部位整 体的阻血用空气袋；被敷设在上述阻血用空气袋的与血压测量部位接触的一侧、用于压迫 血压测量部位的血管的心脏一侧的副空气袋；以及被敷设在上述阻血用空气袋的与血压测 量部位接触的一侧、用于检测血压测量部位的血管的中央部稍下游侧的脉搏的脉搏检测用 空气袋；对上述袖带部的各空气袋进行加压或减压的压力控制机构；检测上述袖带部的各空气袋内的压力的压力传感器；脉搏信号抽取机构，在利用上述压力控制机构对上述袖带部的各空气袋进行加压或减 压的过程中抽取与由上述压力传感器检测到的袖带内的压力重叠的脉搏信号的时序数据； 以及血压值导出机构，根据脉搏信号的特征量的变化和在该变化时刻的袖带内的压力来导 出收缩期血压值和/或舒张期血压值，上述血压测量装置的特征在于，上述血压值导出机构针对包含在上述脉搏信号的时序数据中的多个1周期脉搏信号 的每一个，检测在峰值点与该峰值点之前出现的底部点的期间内的1周期脉搏的最大倾斜 点，并根据在检测到的最大倾斜点与该最大倾斜点之前出现的底部点的期间内被通过该最 大倾斜点的切线和上述脉搏信号所包围的部分的面积来导出收缩期血压值和/或舒张期 血压值。
3.一种血压测量装置的控制方法，该血压测量装置包括袖带部，该袖带部包括被敷设在与血压测量部位接触的一侧、用于压迫血压测量部位整体的阻血用空气袋；被敷设在上述阻血用空气袋的与血压测量部位接触的一侧、用于压 迫血压测量部位的血管的心脏一侧的副空气袋；以及被敷设在上述阻血用空气袋的与血压 测量部位接触的一侧、用于检测血压测量部位的血管的中央部稍微下游侧的脉搏的脉搏检 测用空气袋；对上述袖带部的各空气袋进行加压或减压的压力控制机构；以及 检测上述袖带部的各空气袋内的压力的压力传感器， 上述血压测量装置的控制方法的特征在于，包括脉搏信号抽取步骤，在利用上述压力控制机构对上述袖带部的各空气袋进行加压或减 压的过程中抽取与由上述压力传感器检测的袖带内的压力重叠的脉搏信号的时序数据；和 血压值导出步骤，根据脉搏信号的特征量的变化和在该变化时刻的袖带内的压力来导 出收缩期血压值和/或舒张期血压值，在上述血压值导出步骤中，针对包含在上述脉搏信号的时序数据中的多个1周期脉搏 信号的每一个，检测在峰值点与该峰值点之前出现的底部点的期间内的1周期脉搏的最大 倾斜点，并根据在检测到的最大倾斜点之前出现的底部点的脉搏振幅值与在通过检测到的 最大倾斜点的切线的上述底部点的时刻的值的差值来导出收缩期血压值和/或舒张期血 压值。
4. 一种血压测量装置的控制方法，该血压测量装置包括袖带部，该袖带部包括被敷设在与血压测量部位接触的一侧、用于压迫血压测量部位 整体的阻血用空气袋；被敷设在上述阻血用空气袋的与血压测量部位接触的一侧、用于压 迫血压测量部位的血管的心脏一侧的副空气袋；以及被敷设在上述阻血用空气袋的与血压 测量部位接触的一侧、用于检测血压测量部位的血管的中央部稍微下游侧的脉搏的脉搏检 测用空气袋；对上述袖带部的各空气袋进行加压或减压的压力控制机构；以及 检测上述袖带部的各空气袋内的压力的压力传感器， 上述血压测量装置的控制方法的特征在于，包括脉搏信号抽取步骤，在利用上述压力控制机构对上述袖带部的各空气袋进行加压或减 压的过程中抽取与由上述压力传感器检测的袖带内的压力重叠的脉搏信号的时序数据；和 血压值导出步骤，根据脉搏信号的特征量的变化和在该变化时刻的袖带内的压力来导 出收缩期血压值和/或舒张期血压值，在上述血压值导出步骤中，针对包含在上述脉搏信号的时序数据中的多个1周期脉搏 信号的每一个，检测在峰值点与该峰值点之前出现的底部点的期间内的1周期脉搏的最大 倾斜点，并根据在检测到的最大倾斜点与该最大倾斜点之前出现的底部点的期间内被通过 该最大倾斜点的切线和上述脉搏信号所包围的部分的面积来导出收缩期血压值和/或舒 张期血压值。
全文摘要
本发明提供一种血压测量装置及其控制方法，该血压测量装置包括袖带部；对袖带部的各空气袋进行加压或减压的压力控制机构；检测袖带部的各空气袋内的压力的压力传感器；在利用压力控制机构对袖带部的各空气袋进行加压或减压的过程中抽取与由压力传感器检测的袖带内的压力重叠的脉搏信号的时序数据的脉搏信号抽取机构；以及根据脉搏信号的特征量的变化和在该变化时刻的袖带内的压力来导出收缩期血压值和/或舒张期血压值的血压值导出机构，血压值导出机构针对包含在脉搏信号的时序数据中的多个1周期脉搏信号的每一个，检测在峰值点和在该峰值点之前出现的底部点的期间内的1周期脉搏的最大倾斜点，根据在检测到的最大倾斜点之前出现的底部点的脉搏振幅值与在通过检测到的最大倾斜点的切线的上述底部点的时刻的值的差值来导出收缩期血压值和/或舒张期血压值。可提供实现不易受被测量者个体差异的影响且更高精度的血压值的导出方法。
文档编号A61B5/022GK101925330SQ200980103238
公开日2010年12月22日 申请日期2009年1月20日 优先权日2008年2月12日
发明者井上耕一 申请人:泰尔茂株式会社