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JP3940150B2 - Caffres electronic blood pressure monitor - Google Patents

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JP3940150B2
JP3940150B2 JP2005058535A JP2005058535A JP3940150B2 JP 3940150 B2 JP3940150 B2 JP 3940150B2 JP 2005058535 A JP2005058535 A JP 2005058535A JP 2005058535 A JP2005058535 A JP 2005058535A JP 3940150 B2 JP3940150 B2 JP 3940150B2
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JP
Japan
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pressure
blood pressure
light
sensor unit
pressure sensor
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JP2005058535A
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憲一 山越
干野  幹信
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Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
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Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

本発明は、電子血圧計に関するもので、特に超小型とし、被験者の手首もしくは指に装着して、血圧を簡便に計測する装置に関する。   The present invention relates to an electronic sphygmomanometer, and particularly to an apparatus that is ultra-compact and that is easily mounted on a wrist or finger of a subject to easily measure blood pressure.

従来の電子血圧計ではオシロメトリック法が主に用いられている。オシロメトリック法では上腕もしくは手首に巻いたカフで血管を圧迫し、動脈圧に依存する血管壁の振動を反映したカフ圧の変動の挙動から最高血圧(収縮期血圧:SBP)、最低血圧(拡張期血圧:DBP)を求めている。カフのゆっくりとした減圧過程において、この振動波形は最高血圧近辺で増大し平均血圧時に最大になった後、最低血圧近辺以降はほぼ一定の振幅となる。この最高血圧と最低血圧の決定アルゴリズムは、一般には、カフのゆっくりとした減圧過程において得られるカフ圧の微小変動波形の最大振幅に対して高カフ圧側では閾値K1例えば0.5、低カフ圧側では閾値K2例えば0.7としてそれに対応する圧力センサーの値を最高血圧、最低血圧としている。閾値K1、K2は動脈中に圧力センサーを挿入する直接法やコロトコフ音を聞く聴診法の値と一致するように決定しているが、明確かつ厳密な原理に基づくものではない。また、血管を圧迫するためにカフを用いている従来の方法ではカフを加圧する手段として加圧ポンプを作動させなければならないため電力を必要とし大きな電池を用いていた。さらに、最高血圧に相当する圧力で動脈を押しつぶしたとしても、原理上カフの両端部では動脈が完全には閉塞されないため、そこに伝播する動脈の圧脈波がカフに伝達し、カフ圧の微小変動として圧力センサーの信号に現れてしまい、閾値K1、K2で最高最低血圧の判定を行うアルゴリズムにおいては、その残留する圧脈波成分のため、正確な血圧決定が行えなかった。また、上腕ないし手首全体を加圧するため骨や腱など解剖学的構造の影響で、過度の加圧を行っても動脈を完全に締め付けることが出来ず、正確な血圧測定の阻害要因となることが多々あった。これらの従来のカフ加圧法の問題点を克服する手段として、手首橈骨動脈の位置を触診により正確に検出し、その位置に圧力センサーを固定して用手法により血管を押圧し、いわゆる圧平法に基づいて血管内部の圧力を測定する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
特表2001−514916公報(第17−19頁、図1)
In the conventional electronic blood pressure monitor, the oscillometric method is mainly used. In the oscillometric method, the blood vessel is compressed with a cuff wrapped around the upper arm or wrist, and the maximum blood pressure (systolic blood pressure: SBP) and the minimum blood pressure (dilated) are determined from the behavior of the cuff pressure fluctuation reflecting the vibration of the blood vessel wall depending on the arterial pressure. Blood pressure: DBP). In the slow decompression process of the cuff, this vibration waveform increases near the systolic blood pressure and becomes maximum at the mean blood pressure, and then becomes a substantially constant amplitude around the diastolic blood pressure. In general, the algorithm for determining the systolic blood pressure and the systolic blood pressure is based on the threshold value K1 of 0.5 on the high cuff pressure side, for example, 0.5 on the low cuff pressure side with respect to the maximum amplitude of the small fluctuation waveform of the cuff pressure obtained in the slow decompression process of the cuff. In this case, the threshold K2 is set to 0.7, for example, and the pressure sensor values corresponding to the threshold K2 are set to the maximum blood pressure and the minimum blood pressure. The thresholds K1 and K2 are determined so as to coincide with values of a direct method of inserting a pressure sensor into an artery and an auscultation method of listening to Korotkoff sounds, but are not based on a clear and strict principle. Further, in the conventional method using a cuff to compress a blood vessel, a pressurizing pump must be operated as a means for pressurizing the cuff, so that electric power is required and a large battery is used. Furthermore, even if the artery is crushed with a pressure corresponding to the maximum blood pressure, the artery is not completely occluded at both ends of the cuff in principle, so the pressure pulse wave of the artery propagating there is transmitted to the cuff, and the cuff pressure In the algorithm for determining the maximum and minimum blood pressure with the threshold values K1 and K2 as a minute fluctuation, it appears in the signal of the pressure sensor, and an accurate blood pressure cannot be determined because of the remaining pressure pulse wave component. In addition, because the entire upper arm or wrist is pressurized, anatomical structures such as bones and tendons can prevent the arteries from being completely tightened even if excessive pressure is applied, which can interfere with accurate blood pressure measurement. There were many. As a means of overcoming the problems of these conventional cuff pressurization methods, the position of the wrist radial artery is accurately detected by palpation, a pressure sensor is fixed at that position, and the blood vessel is pressed by the technique, so-called applanation method A method for measuring the pressure inside the blood vessel based on the above is disclosed (for example, see Patent Document 1).
JP 2001-514916 (pages 17-19, FIG. 1)

しかしながら、従来技術における圧平法は本質的に血管を押圧する位置に敏感であるため、特許文献1に記載された従来の測定方法で正確に血圧を測定することができるのは、被検者の脈を観ることに熟練した医師や看護師などに限られており、誰でもが正確にかつ容易に血圧測定を行えるものではなかった。   However, since the applanation method in the prior art is inherently sensitive to the position where the blood vessel is pressed, it is possible to accurately measure the blood pressure with the conventional measurement method described in Patent Document 1. However, it was limited to doctors and nurses who were skilled in watching these pulses, and not everyone could measure blood pressure accurately and easily.

(発明の目的)
本発明の目的は、電子血圧計に関し、特に超小型とし、被験者の手首もしくは指に装着して、誰でも血圧を簡便にかつ正確に計測する装置を提供することにある。
(Object of invention)
An object of the present invention relates to an electronic sphygmomanometer, and in particular, to provide a device that is ultra-compact and can be easily and accurately measured by anyone by wearing it on the wrist or finger of a subject.

上記目的を達成するため本発明の血圧計では下記記載の手段を採用する。
生体表面に接する圧力検出手段と光電センサーを有する脈波検出手段と血圧決定手段とを備え、手首部橈骨動脈の脈波を検出するカフレス電子血圧計において、血圧計本体と、光・圧力センサーユニットと、該光・圧力センサーユニットを介して手首部橈骨動脈を指で加圧する加圧手段とを有し、血圧決定手段が容積振動法を用いることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the blood pressure monitor of the present invention employs the following means.
A caffres electronic sphygmomanometer comprising a pressure detecting unit in contact with a living body surface, a pulse wave detecting unit having a photoelectric sensor, and a blood pressure determining unit, and detecting a pulse wave of a wrist radial artery, a sphygmomanometer body, and a light / pressure sensor unit And a pressurizing unit that pressurizes the wrist radial artery with a finger through the light / pressure sensor unit, and the blood pressure determining unit uses a volume vibration method.

また、光・圧力センサーユニットは、弾性部材からなる基体部と、該基体部に埋設される圧力検出手段及び脈波検出手段とを有することを特徴とする。   The light / pressure sensor unit includes a base portion made of an elastic member, and a pressure detection unit and a pulse wave detection unit embedded in the base unit.

また、光・圧力センサーユニットが指輪に設けられていることを特徴とする。   The light / pressure sensor unit is provided on the ring.

また、光・圧力センサーユニットの基体部はヤング率が2MPa以上100MPa以下の弾性部材からなることを特徴とする。   The base portion of the light / pressure sensor unit is made of an elastic member having a Young's modulus of 2 MPa to 100 MPa.

また、血圧計本体は参考加圧力を表示する参考加圧力表示手段と、圧力検出手段で検出された検出圧力を表示する検出圧力表示手段とを有し、手首部橈骨動脈を指で加圧する際に参考加圧力を追随できるように参考加圧力と検出圧力とが同時に表示されるように構成されていることを特徴とする。   The sphygmomanometer main body has reference pressure display means for displaying the reference pressure and detection pressure display means for displaying the detected pressure detected by the pressure detection means, and presses the wrist radial artery with a finger. The reference pressurizing force and the detected pressure are displayed simultaneously so that the reference pressurizing force can be followed.

また、血圧計本体は容積脈波検出手段により検出された容積脈波から脈拍数、脈波振幅を抽出し、所定の値の範囲に入っているかどうか判定し、判定結果をブザーで報せる報知手段を有することを特徴とする。   In addition, the sphygmomanometer body extracts the pulse rate and pulse wave amplitude from the volume pulse wave detected by the volume pulse wave detection means, determines whether it is within a predetermined value range, and reports the determination result with a buzzer It has the means.

また、血圧計本体が光・圧力センサーユニットが設けられている指輪と一体に形成されていることを特徴とする。   Further, the sphygmomanometer body is formed integrally with a ring provided with a light / pressure sensor unit.

また、血圧計本体が腕時計に配設され、光・圧力センサーユニットが腕時計のバンドに配設されていることを特徴とする。   Further, the sphygmomanometer body is disposed in the wristwatch, and the light / pressure sensor unit is disposed in the wristwatch band.

また、光・圧力センサーユニットが圧力波形データと容積脈波波形データを送信する送信手段を備え、血圧計本体が圧力波形データと容積脈波波形データを受信する受信手段を備えていることを特徴とする。   The light / pressure sensor unit includes transmission means for transmitting pressure waveform data and volume pulse waveform data, and the sphygmomanometer body includes reception means for receiving pressure waveform data and volume pulse waveform data. And

また、血圧決定手段が昇圧過程と減圧過程とで計測して得られる両者の血圧値を平均して血圧を決定することを特徴とする。   Further, the blood pressure determination means averages the blood pressure values obtained by measuring in the pressure increasing process and the pressure decreasing process to determine the blood pressure.

以上のように、本発明によれば橈骨動脈を直接加圧し、加圧された部位の血管壁の容積振動を光学的に直接検出し、容積振動法に基づいて血圧を決定するため、血圧測定の精度が向上し、誰でも血圧を簡便にかつ正確に計測することができる。また、カフ・空気ポンプ及びそれを駆動するための大きな電池が不要であり、通常の腕時計程度の大きさとなり、常時身に付けることが可能となり、いつでも、例えば、運動中や入浴中でも測定することができるなどの特徴を有する。   As described above, according to the present invention, the radial artery is directly pressurized, the volume vibration of the vascular wall of the pressurized site is directly detected optically, and the blood pressure is determined based on the volume vibration method. Anyone can measure blood pressure easily and accurately. In addition, it does not require a cuff / air pump and a large battery to drive it, it is about the size of a normal wristwatch, it can be worn at all times, and can be measured at any time, for example during exercise or bathing It has features such as

以下図面を用いて本発明の最適な実施形態を説明する。図1は本発明の電子血圧計の全体ブロック図を示すものである。この電子血圧計は圧力検出手段としての圧力検出部1及び脈波検出手段としての容積脈波検出部2とを含む光・圧力センサーユニット18と、A/Dコンバータ3、液晶表示器4、MPU5、圧電ブザー6、操作部7とを含む血圧計本体61とを備えている。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an optimal embodiment of the present invention will be described using the drawings. FIG. 1 shows an overall block diagram of an electronic blood pressure monitor according to the present invention. This electronic sphygmomanometer includes a light / pressure sensor unit 18 including a pressure detector 1 as a pressure detector and a volume pulse wave detector 2 as a pulse wave detector, an A / D converter 3, a liquid crystal display 4, and an MPU 5. A sphygmomanometer body 61 including a piezoelectric buzzer 6 and an operation unit 7.

図2は光・圧力センサーユニット18の構造を示している。光・圧力センサーユニット18は基体部13と、圧力検出手段としての圧力センサー11、シリコンゲル15と、脈波検出手段としての発光ダイオード10、フォトダイオード12とシート14とを含む。圧力センサー11はピエゾブリッジ抵抗式半導体センサーあるいは静電容量変化検出型圧力センサーであり、圧力を電気信号に変換する。発光ダイオード10は生体透過性が良く
ヘモグロビンに対しては吸収のある近赤外線領域で発光する。発光波長は概ね800〜900nmが好適である。フォトダイオード12は、発光ダイオード10から生体内に入射されて生体内で散乱吸収され、反射してきた光を受光し、電気信号に変換する。光・圧力センサーユニット18全体は薄い丈夫なシート14で包まれている。光・圧力センサーユニット18の受圧部は基体部13とシート14の間にシリコンまたはウレタンからなるゲル15が充填されていて、このゲル15によって圧力センサー11は覆われている。光・圧力センサーユニット18の受圧部は生体表面に接したとき、その接触圧力(加圧力)を圧力センサー11に正確に伝達し、検出できるようになっている。光・圧力センサーユニット18の基体部13は適度の弾性を有するシリコーンゴムを用いる。指30が皮膚の下の動脈の脈動を感知し、最適な位置を検出するのにはシリコーンゴムのヤング率が2MPa以上100MPa以下であることが好適である。
FIG. 2 shows the structure of the light / pressure sensor unit 18. The light / pressure sensor unit 18 includes a base portion 13, a pressure sensor 11 as a pressure detecting means, a silicon gel 15, a light emitting diode 10 as a pulse wave detecting means, a photodiode 12 and a sheet 14. The pressure sensor 11 is a piezo bridge resistance type semiconductor sensor or a capacitance change detection type pressure sensor, and converts pressure into an electric signal. The light emitting diode 10 emits light in the near-infrared region having good biological permeability and absorption of hemoglobin. The emission wavelength is preferably about 800 to 900 nm. The photodiode 12 receives light that is incident on the living body from the light emitting diode 10 and is scattered and absorbed in the living body and reflected, and converts it into an electrical signal. The entire light / pressure sensor unit 18 is wrapped in a thin and strong sheet 14. The pressure receiving portion of the light / pressure sensor unit 18 is filled with a gel 15 made of silicon or urethane between the base portion 13 and the sheet 14, and the pressure sensor 11 is covered with the gel 15. When the pressure receiving portion of the light / pressure sensor unit 18 is in contact with the surface of the living body, the contact pressure (pressing force) is accurately transmitted to the pressure sensor 11 and can be detected. The base portion 13 of the light / pressure sensor unit 18 uses silicone rubber having appropriate elasticity. In order that the finger 30 senses the pulsation of the artery under the skin and detects the optimum position, it is preferable that the Young's modulus of the silicone rubber is 2 MPa or more and 100 MPa or less.

次に、この発明の測定原理について図3、4を参照して説明する。図3は手首の断面図である。橈骨動脈21が橈骨26の上に位置している。橈骨動脈21は通常、脈拍数などを調べるときに最も認識しやすい動脈であり、指で触れることによって、その位置が容易に分かる。橈骨動脈の直径は、身長・体重・体表面積などの体格因子に依存するが、一般に日本人男性では2.5−3.5mm、女性では2.2−3.0mmである。動脈管に加わる圧力(内外圧差)と血管の内容積との関係は、一般に知られている管法則に従う形状となる。血管の内容積の変化を光学的な手段で検出したものが容積脈波であり、容積振動法によれば、容積脈波が最大振幅となるのは血管内平均血圧と血管外圧の差が0になったときであり、このときの外部印加圧力が平均血圧となる。さらに外部印加圧力を大きくしていき、血管が閉塞され、血液の流れが停止し、容積脈波が消失するときの外部印加圧力が最高血圧となる。容積振動法では動脈を直接加圧し、加圧された部位の血管壁の容積振動を光学的に直接検出し、血管の変位挙動から血圧を決定するため、血圧測定の精度が向上する。   Next, the measurement principle of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view of the wrist. The radial artery 21 is located on the radius 26. The radial artery 21 is usually the artery that is most easily recognized when examining the pulse rate and the like, and its position can be easily understood by touching it with a finger. The diameter of the radial artery depends on physique factors such as height, weight, and body surface area, but is generally 2.5-3.5 mm for Japanese men and 2.2-3.0 mm for women. The relationship between the pressure applied to the arterial tube (internal / external pressure difference) and the internal volume of the blood vessel has a shape that follows a generally known tube law. A volume pulse wave is a change in the internal volume of the blood vessel detected by optical means. According to the volume vibration method, the volume pulse wave has the maximum amplitude because the difference between the average blood pressure in the blood vessel and the external blood pressure is zero. The externally applied pressure at this time becomes the average blood pressure. Further, the externally applied pressure is increased, the blood vessel is blocked, the blood flow is stopped, and the externally applied pressure when the volume pulse wave disappears becomes the maximum blood pressure. In the volume vibration method, the artery is directly pressurized, the volume vibration of the pressurized blood vessel wall is optically detected directly, and the blood pressure is determined from the displacement behavior of the blood vessel, so that the accuracy of blood pressure measurement is improved.

本発明では手首橈骨動脈21への圧力印加を光・圧力センサーユニット18を介して、図4に示された指30を用いて行う。前述のように、この光・圧力センサーユニット18は弾性部材を基体部13としているため光・圧力センサーユニット18を介しても、指30は手首橈骨動脈21の脈波を十分感知することができる。この結果、動脈の計測位置の最適化が人間の感覚・感性を十分に活用することによって行なわれることになり、血圧決定手段としての容積振動法の正確性を加味すると、本発明の用手法による血圧決定法の正確さが保証される。   In the present invention, pressure is applied to the wrist radial artery 21 using the finger 30 shown in FIG. 4 via the light / pressure sensor unit 18. As described above, since the light / pressure sensor unit 18 has the base member 13 as an elastic member, the finger 30 can sufficiently sense the pulse wave of the wrist radial artery 21 even through the light / pressure sensor unit 18. . As a result, the measurement position of the artery is optimized by fully utilizing human senses and sensibilities, and the accuracy of the volume vibration method as a blood pressure determination means is taken into account, and the method according to the present invention is used. The accuracy of the blood pressure determination method is guaranteed.

外部印加圧力と容積脈波の検出は図4のように圧力センサー11と発光ダイオード10及びフォトダイオード12からなる光・圧力センサーユニット18を用いて行なわれる。   The detection of the externally applied pressure and the volume pulse wave is performed using a light / pressure sensor unit 18 comprising a pressure sensor 11, a light emitting diode 10 and a photodiode 12 as shown in FIG.

被験者は自らの指30で自分の橈骨動脈21を20秒程度かけて時間的に均一にゆっくり押していく。指30が橈骨動脈21の脈動を感じられなくなったら、逆にまた20秒程度かけて減圧していく。このようにすることにより、図5のような容積脈波波形51とそれに対応する外部印加圧力波形50が得られる。   The subject pushes his radial artery 21 with his / her finger 30 uniformly and slowly over a period of about 20 seconds. When the finger 30 can no longer feel the pulsation of the radial artery 21, the pressure is reduced over about 20 seconds. By doing in this way, the volume pulse wave waveform 51 and the externally applied pressure waveform 50 corresponding to it are obtained as shown in FIG.

圧力波形50には外部印加圧力に橈骨動脈21の圧脈波が重畳されているため、移動平均処理を行って外部印加圧力とする。なお、重畳された圧脈波に関しては波形解析を行い、圧脈波波形の低部で波形のクランプが生じ始めた印加圧力を最低血圧に対応する圧力として定め、最低血圧判定の一つの情報とし、血圧計の精度向上に役立てることができる。   Since the pressure waveform of the radial artery 21 is superimposed on the externally applied pressure in the pressure waveform 50, a moving average process is performed to obtain the externally applied pressure. Waveform analysis is performed on the superimposed pressure pulse wave, and the applied pressure at which waveform clamping begins to occur at the lower part of the pressure pulse waveform is determined as the pressure corresponding to the minimum blood pressure, and is used as one piece of information for determining the minimum blood pressure. It can be used to improve the accuracy of blood pressure monitors.

容積脈波が最大振幅を示した時点での外部印加圧力値から平均血圧(Pa)が求まる。容積脈波が実質上消失するときの外部印加圧力の値から最高血圧(Pm)が求まる。血圧の決定は昇圧過程或いは減圧過程のどちらでも可能である。したがって、昇圧過程及び減
圧過程の双方で測定を行い、両者の平均値を算出することにより精度の高い血圧決定を行うことができる。最低血圧は、容積脈波波形と圧脈波波形が相似形となることを利用して最高血圧(Pm)、平均血圧(Pa)とから推定することができる。
The average blood pressure (Pa) is obtained from the externally applied pressure value at the time when the volume pulse wave shows the maximum amplitude. The maximum blood pressure (Pm) is obtained from the value of the externally applied pressure when the volume pulse wave substantially disappears. The blood pressure can be determined by either the pressurization process or the decompression process. Therefore, it is possible to perform highly accurate blood pressure determination by performing measurement in both the pressurization process and the decompression process and calculating the average value of both. The minimum blood pressure can be estimated from the maximum blood pressure (Pm) and the average blood pressure (Pa) using the fact that the volume pulse waveform and the pressure pulse waveform are similar.

以下、この発明の第一の実施例を説明する。図6は本発明の外観を示している。光・圧力センサーユニット18が指輪60の指腹部に対応する位置に配置されている。血圧計本体61と一体型となっている指輪60を指30に装着する。 液晶表示器4に最高血圧62、最低血圧63、平均血圧64が表示される。ボタン68は血圧の取得操作を開始するためのスイッチである。   The first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 6 shows the appearance of the present invention. The light / pressure sensor unit 18 is disposed at a position corresponding to the finger pad of the ring 60. A ring 60 integrated with the sphygmomanometer body 61 is attached to the finger 30. A maximum blood pressure 62, a minimum blood pressure 63, and an average blood pressure 64 are displayed on the liquid crystal display 4. The button 68 is a switch for starting a blood pressure acquisition operation.

本実施例では昇圧過程で測定する方法について説明する。被験者は自らの指30で自分の橈骨動脈21を指輪60に配置された光・圧力センサーユニット18の部分を20秒程度かけてゆっくり押していく。このとき検出圧力表示手段として血圧計本体61の液晶表示器4には好適な参考加圧力を20秒で一周する円周上のサークル65で表示し、圧力センサー11で検出された外部印加圧力を検出圧力として針66で表示し、その針66がサークル65を追随するように被験者に知らせるようにしている。このとき検知した容積脈波強度があらかじめ決められた適正信号強度の範囲内であるとき、図示していないが血圧計本体61に設けられた圧電ブザーより例えばピッピッと短く音を発し、被験者に測定が正常に行われていることを知らせる。脈波強度が適正信号強度に満たないときはエラー信号として例えばピーと長く音を発し、再測定を指示する。圧力センサー11の指示する値があらかじめ設定しておいた最高加圧値に達したら加圧終了を周波数の異なる例えばブーと発し、測定終了を知らせる。容積脈波波形データと印加圧力波形データの時系列データはA/Dコンバータ3で逐次的にA/D変換されMPU5の中のメモリーに記録される。A/Dコンバータ3のサンプリング時間間隔は10ms程度が好ましい。   In this embodiment, a method for measuring in the step-up process will be described. The subject slowly pushes the portion of the light / pressure sensor unit 18 in which the user's finger 30 places his radial artery 21 on the ring 60 over about 20 seconds. At this time, a suitable reference pressure is displayed on the liquid crystal display 4 of the sphygmomanometer main body 61 as a detected pressure display means by a circle 65 on the circumference that makes a round in 20 seconds, and the externally applied pressure detected by the pressure sensor 11 is displayed. The detected pressure is displayed by the needle 66, and the subject is informed that the needle 66 follows the circle 65. When the volume pulse wave intensity detected at this time is within the range of the appropriate signal intensity determined in advance, although not shown in the figure, for example, a short beep is emitted from the piezoelectric buzzer provided in the sphygmomanometer body 61, and the subject is measured. Informs that is done normally. When the pulse wave intensity is less than the appropriate signal intensity, for example, a long sound is emitted as an error signal, and remeasurement is instructed. When the value indicated by the pressure sensor 11 reaches a preset maximum pressurization value, the end of pressurization is issued, for example, with a different frequency to notify the end of measurement. The time-series data of the volume pulse waveform data and the applied pressure waveform data are sequentially A / D converted by the A / D converter 3 and recorded in the memory in the MPU 5. The sampling time interval of the A / D converter 3 is preferably about 10 ms.

加圧終了後、MPU5の中のメモリーに記録された容積脈波波形データ及び圧力波形データから公知の容積振動法に従って最高血圧と平均血圧を決定する。最低血圧は、容積脈波波形と圧脈波形が相似形となることを利用して最高血圧(Pm)、平均血圧(Pa)とから推定することができる。求まった最高血圧と平均血圧及び最低血圧を液晶表示器4に表示する。   After the pressurization is completed, the maximum blood pressure and the average blood pressure are determined from the volume pulse waveform data and the pressure waveform data recorded in the memory in the MPU 5 according to a known volume vibration method. The minimum blood pressure can be estimated from the maximum blood pressure (Pm) and the average blood pressure (Pa) using the fact that the volume pulse waveform and the pressure pulse waveform are similar. The obtained maximum blood pressure, average blood pressure, and minimum blood pressure are displayed on the liquid crystal display 4.

フォトダイオード12に迷光として混入する蛍光灯などからの交流商用周波数の雑音や自然の外光や呼吸などに由来している低周波雑音、及び温度に依存するドリフト等の変動を除くため、発光ダイオードは1kHzのパルス駆動としている。さらに、その周波数を選択的に透過させるバンドパスフィルタを用い信号成分のみを検出することでよりS/Nを向上することができる。   Light-emitting diodes are used to eliminate fluctuations such as AC commercial frequency noise from fluorescent lamps and the like mixed into the photodiode 12 as stray light, low-frequency noise derived from natural external light and respiration, and temperature-dependent drift. Is pulse driven at 1 kHz. Furthermore, S / N can be further improved by detecting only the signal component using a bandpass filter that selectively transmits the frequency.

本実施例は指輪60と血圧計本体61とを一体型としたが、指輪60と血圧計本体61とを無線でつなぎ、指輪60で取得した波形データを血圧計本体61に送信することも可能である。この場合は血圧計本体61は腕時計型が好適である。   In this embodiment, the ring 60 and the sphygmomanometer body 61 are integrated, but it is also possible to connect the ring 60 and the sphygmomanometer body 61 wirelessly and transmit the waveform data acquired by the ring 60 to the sphygmomanometer body 61. It is. In this case, the sphygmomanometer body 61 is preferably a wristwatch type.

本方式では、自分の指で橈骨動脈を加圧するため最初は押し加減などが若干ばらつくが、ほとんどの人で2〜3回の測定の練習を行うだけで、十分正確な血圧測定を行えることが確認されている。   In this method, since the radial artery is pressurized with your finger, the amount of pressing will vary slightly at first, but most people can measure blood pressure with sufficient accuracy just by practicing a few measurements. It has been confirmed.

以上の説明は、被験者が自分の血圧を自ら測定する場合であったが、病院や介護などの場において看護師や介護師が被験者の血圧を測定する際に、被験者に負担をかけることなく、極めて容易に血圧測定を行うことができるという利点を有することは明らかである。また、超小型の血圧計であるため携帯の利便性が著しく向上し、看護師や介護師にとって
もその利するところ大である。
The above explanation was a case where the subject measured his blood pressure himself, but when a nurse or caregiver measured the subject's blood pressure in a place such as a hospital or a nursing care, It is clear that the blood pressure measurement can be performed very easily. Moreover, since it is an ultra-small blood pressure monitor, the convenience of carrying is remarkably improved, and it is very useful for nurses and caregivers.

図7は本発明を腕時計に適用した場合の腕時計の外観を示している。光・圧力センサーユニット18を腕時計バンド70の橈骨動脈21に相当する位置に設ける。また、血圧計本体(図示しない)は腕時計の内部に配置する。腕時計バンドは全体は金属製であっても良いが、光・圧力センサーユニット18を設ける部分は空洞75になっている。光・圧力センサーユニット18の両端はスライダー71、72で保持され、光・圧力センサーユニット18は空洞75内をスライド出来るようになっている。光・圧力センサーユニット18の基体部13はヤング率が2MPa以上100MPaの以下シリコーンゴムからなっていて、指30が皮膚の下の動脈の脈動を感知し、最適な位置を検出するのに好適である。液晶表示器4に最高血圧62、最低血圧63及び平均血圧64を表示する。ボタン68は血圧の取得操作を開始するためのスイッチである。   FIG. 7 shows the appearance of a wristwatch when the present invention is applied to the wristwatch. The light / pressure sensor unit 18 is provided at a position corresponding to the radial artery 21 of the wristwatch band 70. A blood pressure monitor main body (not shown) is disposed inside the wristwatch. The entire wristband may be made of metal, but the portion where the light / pressure sensor unit 18 is provided is a cavity 75. Both ends of the light / pressure sensor unit 18 are held by sliders 71 and 72 so that the light / pressure sensor unit 18 can slide in the cavity 75. The base part 13 of the light / pressure sensor unit 18 is made of silicone rubber having a Young's modulus of 2 MPa or more and 100 MPa or less. is there. A maximum blood pressure 62, a minimum blood pressure 63, and an average blood pressure 64 are displayed on the liquid crystal display 4. The button 68 is a switch for starting a blood pressure acquisition operation.

本実施例では昇圧過程で測定する方法について説明する。被験者は自らの指30で自分の橈骨動脈21をバンド70に設けられた光・圧力センサーユニット18で20秒程度かけてゆっくり押していく。このとき腕時計本体の液晶表示器4には好適な加圧量を20秒で一周する外周上のサークル77で表示し、圧力センサー11で検出された圧力の値を外周上を移動する菱形78で表示し、その菱形78がサークル77を追随するように被験者に知らせるようにしている。このときフォトダイオード12で検知した容積脈波強度があらかじめ決められた適正信号強度の範囲内であるとき、図示していないが血圧計本体に設けられた圧電ブザーより例えばピッピッと短く音を発し、被験者に測定が正常に行われていることを知らせる。脈波強度が適正信号強度に満たないときはエラー信号として例えばピーと長く音を発し、再測定を指示する。検出された容積脈波が実質上ゼロになったらそのときの外部圧力を最高血圧と決定し周波数の異なる例えばブーと発し、測定終了を知らせる。   In this embodiment, a method for measuring in the step-up process will be described. The subject slowly pushes his radial artery 21 with his / her finger 30 with the light / pressure sensor unit 18 provided in the band 70 over about 20 seconds. At this time, on the liquid crystal display 4 of the wristwatch body, a suitable pressurizing amount is displayed by a circle 77 on the outer periphery that makes a round in 20 seconds, and the pressure value detected by the pressure sensor 11 is displayed by a diamond 78 that moves on the outer periphery. The subject is informed that the rhombus 78 follows the circle 77. At this time, when the volume pulse wave intensity detected by the photodiode 12 is within the range of a predetermined appropriate signal intensity, although not shown in the figure, for example, it emits a sound shorter than the piezoelectric buzzer provided in the sphygmomanometer body, Inform the subject that the measurement is normal. When the pulse wave intensity is less than the appropriate signal intensity, for example, a long sound is emitted as an error signal, and remeasurement is instructed. When the detected volume pulse wave becomes substantially zero, the external pressure at that time is determined as the maximum blood pressure, and for example, a different frequency is emitted, for example, to notify the end of measurement.

本発明の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the Example of this invention. 本発明の光・圧力センサーの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the light and pressure sensor of this invention. 手首の動脈の位置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the position of the artery of a wrist. 本発明の測定法を説明する図である。It is a figure explaining the measuring method of this invention. 本発明により得られる容積脈波波形と圧力波形を示す図である。It is a figure which shows the volume pulse wave waveform and pressure waveform which are obtained by this invention. 本発明の第一の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Example of this invention. 本発明の第二の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 圧力検出部
2 容積脈波検出部
3 A/Dコンバータ
4 液晶表示器
5 MPU
6 圧電ブザー
7 操作部
10 発光ダイオード
11 圧力センサー
12 フォトダイオード
13 基体部
14 被覆膜
15 ゲル
18 光・圧力センサーユニット
21 橈骨動脈
22 皮膚
23 腱
24 尺骨動脈
25 尺骨
26 橈骨
27 静脈
30 指
31 生体組織
50 圧力波形
51 容積脈波波形
60 指輪
61 血圧計本体
62 最高血圧表示
63 最低血圧表示
64 平均血圧表示
65 サークル
66 針
67 ボタン
68 ボタン
71、72 スライダー
75 空洞
77 サークル
78 菱形


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure detection part 2 Volume pulse wave detection part 3 A / D converter 4 Liquid crystal display 5 MPU
6 Piezoelectric buzzer 7 Operation part 10 Light emitting diode 11 Pressure sensor 12 Photodiode 13 Base part 14 Coating film 15 Gel 18 Light / pressure sensor unit 21 Radial artery 22 Skin 23 Tendon 24 Ulna artery 25 Ulna 26 Radius 27 Vein 30 Finger 31 Living body Tissue 50 Pressure waveform 51 Volume pulse waveform 60 Ring 61 Sphygmomanometer main body 62 Maximum blood pressure display 63 Minimum blood pressure display 64 Average blood pressure display 65 Circle 66 Needle 67 Button 68 Button 71, 72 Slider 75 Cavity 77 Circle 78 Diamond


Claims (9)

生体表面に接する圧力検出手段と光電センサーを有する脈波検出手段と血圧決定手段とを備え、手首部橈骨動脈の脈波を検出するカフレス電子血圧計において、 血圧計本体と、光・圧力センサーユニットと、該光・圧力センサーユニットを介して前記手首部橈骨動脈を指で加圧する加圧手段とを有し、前記血圧決定手段が容積振動法を用い、
前記光・圧力センサーユニットは、弾性部材からなる基体部と、該基体部に埋設される圧力検出手段及び脈波検出手段とを有することを特徴とするカフレス電子血圧計。
A caffres electronic sphygmomanometer comprising a pressure detecting unit in contact with a living body surface, a pulse wave detecting unit having a photoelectric sensor, and a blood pressure determining unit, and detecting a pulse wave of a wrist radial artery, a sphygmomanometer body, and a light / pressure sensor unit And a pressurizing unit that pressurizes the wrist radial artery with a finger via the light / pressure sensor unit, and the blood pressure determining unit uses a volume vibration method,
The optical and pressure sensor unit, and the base portion made of an elastic member, wherein the to Luke Furesu electronic sphygmomanometer further comprising a pressure detecting means and the pulse wave detecting means are embedded in the base body.
前記光・圧力センサーユニットが指輪に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のカフレス電子血圧計。 2. The caffres electronic sphygmomanometer according to claim 1, wherein the light / pressure sensor unit is provided on a ring. 前記光・圧力センサーユニットの基体部はヤング率が2MPa以上100MPa以下の弾性部材からなることを特徴とする請求項1または請求項に記載のカフレス電子血圧計。 Base unit Kafuresu electronic sphygmomanometer according to claim 1 or claim 2, characterized in that the Young's modulus is made of 100MPa or less of the elastic member than 2MPa of the light-pressure sensor unit. 前記血圧計本体は参考加圧力を表示する参考加圧力表示手段と、前記圧力検出手段で検出された検出圧力を表示する検出圧力表示手段とを有し、前記手首部橈骨動脈を指で加圧する際に前記参考加圧力を追随できるように前記参考加圧力と前記検出圧力とが同時に表示されるように構成されていることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載のカフレス電子血圧計。 The sphygmomanometer main body has a reference pressure display means for displaying a reference pressure, and a detection pressure display means for displaying a detected pressure detected by the pressure detection means, and pressurizes the wrist radial artery with a finger. wherein according to claims 1, and the reference pressure as the reference pressure can follow with the detected pressure, characterized in that it is configured to be displayed simultaneously in any one of claims 3 when Caffres electronic sphygmomanometer. 前記血圧計本体は容積脈波検出手段により検出された容積脈波から脈拍数、脈波振幅を抽出し、所定の値の範囲に入っているかどうか判定し、判定結果をブザーで報せる報知手段を有することを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のカフレス電子血圧計。 The blood pressure monitor main body extracts the pulse rate and pulse wave amplitude from the volume pulse wave detected by the volume pulse wave detection unit, determines whether or not it is within a predetermined value range, and notifies the determination result with a buzzer The cuffless electronic sphygmomanometer according to any one of claims 1 to 4 , characterized by comprising: 前記血圧計本体が前記光・圧力センサーユニットが設けられている指輪と一体に形成されていることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のカフレス電子血圧計。 Kafuresu electronic sphygmomanometer according to any one of claims 1 5, characterized in that the sphygmomanometer body said light-pressure sensor unit is formed integrally with the ring provided. 前記血圧計本体が腕時計に配設され、前記光・圧力センサーユニットが前記腕時計のバンドに配設されていることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載のカフレス電子血圧計。 The sphygmomanometer body is disposed in a wristwatch, Kafuresu electrons according to claims 1, wherein the light-pressure sensor unit, characterized in that it is arranged in the band of the wrist watch in any one of claims 5 Sphygmomanometer. 前記光・圧力センサーユニットが前記圧力波形データと前記容積脈波波形データを送信する送信手段を備え、前記血圧計本体が前記圧力波形データと前記容積脈波波形データを受信する受信手段を備えていることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載のカフレス電子血圧計。 The light / pressure sensor unit includes transmission means for transmitting the pressure waveform data and the volume pulse waveform data, and the blood pressure monitor main body includes reception means for receiving the pressure waveform data and the volume pulse waveform data. The caffres electronic sphygmomanometer according to any one of claims 1 to 5 , wherein: 前記血圧決定手段が昇圧過程と減圧過程とで計測して得られる両者の血圧値を平均して血圧を決定することを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載のカフレス電子血圧計。 Kafuresu according to any one of claims 1 to 8, wherein the blood pressure determining means determines a blood pressure by an average blood pressure value of both obtained by measuring at the pressure reduction process and the boosting process Electronic blood pressure monitor.
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