JPH05288869A

JPH05288869A - 多機能ウォッチ

Info

Publication number: JPH05288869A
Application number: JP4083997A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Yoshida; 佳史吉田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-04-06
Filing date: 1992-04-06
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】脈波センサ部、制御部および電源部、ウォッ
チ部を分離し、ケーブルによって各部を接続することに
より、ウォッチによって脈拍数測定、血圧測定、不整脈
監視、運動回復力診断、運動許容脈拍数警告を測定す
る。【構成】ウォッチにおいて脈波センサ部、制御部およ
び電源部、ウォッチ部を分離し、ケーブルによってセン
サ部、制御及び電源部、表示部を結合する事により、ウ
ォッチにより脈波計測ができ、この脈波情報によって血
圧測定、脈拍数測定、不整脈監視、運動回復力診断、運
動許容脈拍数警告も可能であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脈波データから、脈拍
数、血圧、不整脈、運動回復力、運動許容脈拍数の情報
を得る事のできる多機能ウォッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の血圧測定方法には、直接法（観血
式）と間接法（非観血式）の２種類がある。直接法とは
血管中にカテーテルを挿入し、これを介して血圧トラン
スデューサによって血圧を測定する方法である。一方、
間接法とはマンシェットを用いて行なう測定方法であ
る。これは、測定する部位の動脈に圧迫帯を巻き、送気
することで周囲から圧迫を加える。圧がある程度以上上
がると、血流が遮断される事になり、その後、排気圧を
下げていくと血液が末梢に流れ動脈壁に振動が起こり、
血管音がしはじめる。この血流の変化により血管音が変
化し、だんだん小さくなり消失する。この血管変化の捕
らえ方によりいくつかの方法がある。そのうちのひとつ
は、上腕部にカフを巻きそのカフ内に空気を送り込むこ
とにより、血液の循環をとめる。加圧終了後に減圧を開
始し、その過程であらわれるコロトコフ音の発生時と消
滅時の圧力を計測して、最高血圧と最低血圧にするリバ
ロッチ血圧計がある。

【０００３】他に、カフにより動脈を圧迫し、その圧力
を収縮期血圧を越えるまで上げたのち徐々に減圧する
と、動脈拍動に伴ってカフ内圧が規則的に振動する現象
が生じる。はじめは振動は非常に小さいが減圧に連れて
その振幅が大きくなり最大振幅を示したのち再び振幅は
小さくなる。振動が急に立ち上がる点が収縮期血圧、急
に立ち下がる点が拡張期血圧、そして振幅が最大になっ
た点が平均血圧とするオシロメトリック血圧計がある。

【０００４】また、超音波血圧計は、通常の脈診によっ
て動脈の拍動の開始を触知するかわりにドプラ血流計を
当て、血流の再開を音できいて最高血圧を測る方法であ
る。音や振動以外のものを利用して血圧を測定する装置
には、特開昭６１−２３４８４０号公報のような指先容
積脈波血圧計がある。

【０００５】一方、従来の脈波計測が可能であるウォッ
チでは、光電効果を応用したものがありこれは光源と光
感知器を用いて、血液が筋肉内組織を通過したときの筋
肉組織の光に対する透過度の変化を用いて測定する透過
型ピックアップ脈波計がある。

【０００６】他に、センサの上に指先を置き、その部分
の毛細血管に流れる血液中のヘモグロビンの増減をとら
え、脈波を測定する反射型ピックアップ脈波計がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の血圧計
では消費電力が大きいことと、左手首にウォッチを身に
つけたままでは血圧測定箇所がなく、血圧が測定できな
いという問題点を有していた。また、従来のウォッチに
内蔵された脈拍計に関しても、故意に指をセンサ部に置
かなければならないという問題点を有していた。そこ
で、本発明は従来のこのような問題点を解決するため、
ウォッチを左手首に身につけたまま、故意に指をセンサ
部に置くことなく、脈波の情報から血圧、脈拍数、不整
脈、運動回復力、運動許容脈拍数の情報を得ることを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の多機能ウォッチ
は脈波センサ部、制御部および電源部、ウォッチ部を分
離し、ケーブルによって脈波センサ部と表示部を結合す
る事により、ウォッチにより脈波計測ができ、この脈波
情報によって脈拍数測定、血圧測定、不整脈監視、運動
回復力、運動許容脈拍数警告も可能であることを特徴と
する。

【０００９】

【作用】以上のように構成された多機能ウォッチを動作
させることにより、脈波センサ部から得た情報をケーブ
ルを通して多機能ウォッチにデータを転送させることが
できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明について実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００１１】（実施例１）図１は、本発明の多機能ウォ
ッチのシステムブロック図である。カフ１７に空気を送
り込む事により、脈波センサ部１から脈波を検出する。
脈波を増幅器２で増幅し、アナログ−ディジタル変換器
３でディジタル信号に変換後、脈波以外の雑音をフィル
ター４で除去する。また、脈波をサンプリングして１分
間の脈拍数を脈波サンプリング９で行っている。この２
つの信号をもとにしてデータ処理を行なう。タイマー５
は脈波間の時間間隔を計測し、その値をメモリ６に記憶
する。メモリ８には不整脈のデータをパターン化しあら
かじめ記憶しておき、コンパレータ７でメモリ５に記憶
されている脈波とメモリ８に記憶されているデータを比
較し、その結果をＭＰＵ２６に転送する。メモリ１３に
は多機能ウォッチ使用者の安静時脈拍数が記憶されてお
り、その値をもとに運動許容脈拍数の演算１２を行な
う。コンパレータ１０では運動許容脈拍数と脈波サンプ
リング９の値と比較し、運動許容脈拍数を越えると警報
１１で使用者に知らせる。運動終了信号１４が入力され
ると、タイマー１６が作動する。コンパレータ１５は脈
波サンプリング９の値と安静時脈拍数の比較を行ない、
２つの値が一致すると、タイマー１６に計測終了信号を
送り、その結果をＭＰＵ２６へ転送する。圧力センサ１
８は血圧測定時に使用され、その出力結果を増幅器１９
で増幅し、アナログ−ディジタル変換器２０でディジタ
ル信号に変換後、メモリ２１にデータを記憶する。カフ
１７に空気を送り込むのは加圧ポンプ２３で、送り込ん
だ空気が逆流防止弁２２により加圧ポンプ２３に逆流し
ない仕組みになっている。微速用排気弁２４は血圧測定
中に用いて脈波検知のための微速排気を行ない、急速用
排気弁２５はエラー発生時や測定終了後に急速に排気を
行なう。ＭＰＵ２６はデータ処理と、各機器やチップの
制御を行なう。測定結果はウォッチ３４の表示部２７に
表示される。

【００１２】図２は本発明の多機能ウォッチにおける測
定部，制御部の外形図である。脈波センサ部２８には、
脈波を検出するＬＥＤ光源３５と受光素子３６と指を加
圧するためのカフ１７が内蔵されている。ケーブル３３
は脈波を転送するデータ線と、制御ボックス３０内の逆
流防止弁２２、加圧ポンプ２３、圧力センサ１８、微速
用排気弁２４、急速用排気弁２５などと、カフ１７をつ
なぐ空気の管が通っている。制御ボックス３０には、増
幅器２、アナログ−ディジタル変換器３、フィルター
４、圧力センサ１８、増幅器１９、アナログ−ディジタ
ル変換器２０、逆流防止弁２２、加圧ポンプ２３、微速
用排気弁２４、急速用排気弁２５と電源部が内蔵されて
いる。ウォッチ３４の駆動電源電圧は３ボルト以下であ
り、加圧ポンプ２３に関しては消費電力も大きい。制御
ボックス３０内にある制御部をウォッチ内部の電源電圧
で駆動する事は難しく、ウォッチ３４自体の短寿命化に
もつながる。そのために制御ボックス３０内部に電源部
を装備した。ケーブル３１は、ウォッチ３４と制御部ボ
ックス３０との間をコネクタ３２を通してデータ伝送を
している。

【００１３】図３は本発明の多機能ウォッチを左腕に装
着した時の図である。スタート／ストップボタン２９を
押す事により計測の開始と終了を設定する事ができる。
脈波センサ部２８により脈波を検知し、ケーブル３３を
通して、制御ボックス３０に送られる。ここで得た結果
をケーブル３１からコネクタ３２を介してウォッチ３４
に転送される。

【００１４】図４は脈波センサ部２８の拡大図である。
ケーブル３３を通して空気が送られカフ１７内の圧力を
高くしたり低くしたりする事が可能である。圧力を高く
することによりカフ１７が膨張し、人差し指の第２関節
部分を締め付ける。この圧力によりＬＥＤ光源３５から
放射した光と、受光素子３６によって第２関節部分の動
脈血流の変化を検出する事ができる。この動脈血流変化
が脈波の変化となり、これをもとに最高血圧、最低血
圧、脈波を得る事ができる。

【００１５】図５は、ウォッチ３４の概略図で、図６
は、表示部２７の表示例である。

【００１６】次に、フローチャート図を参照して、上記
実施例の多機能ウォッチの動作を説明する。

【００１７】図７はシステム全体のフローチャート図で
ある。計測を開始する前に、使用者は左手の人差し指を
脈波センサ部２８に図３のようにセットする。スタート
／ストップボタン２９が押されると動作がスタートし、
カフ１７内の圧力がゼロであるかを確認する（３７）。
カフ１７内の圧力がゼロでなければ、カフ１７内の圧力
がゼロになるまで排気弁２４による急速排気を行なう
（３８）。カフ１７内の圧力がゼロになると、血圧測定
とその他の測定では、カフ１７に対する圧力のかけ方が
異なるので、計測項目を設定する（３９）。血圧測定で
あれば血圧測定（４０）を行ない、継続測定しなければ
（４１）、表示（５５）を行ない終了（５６）する。血
圧測定以外であれば、加圧ポンプ２３により加圧する
（４２）。脈波を検知（４３）したら、加圧ポンプによ
る加圧をやめ（４４）、脈波測定（４５）を行なうこれ
をもとに１分間の脈拍数をサンプリングしている。次
に、不整脈監視（４７）を実施するかを確認し（４
６）、実施する場合は不整脈監視（４７）を実施する。
これと並行して運動許容脈拍数監視（４９）を実施する
かを確認し（４８）、実施する場合は運動許容脈拍数監
視（４９）を実施する。不整脈監視（４７）終了、もし
くは不整脈監視（４７）を実施しない場合と、運動許容
脈拍数監視（４９）終了、もしくは運動許容脈拍数監視
（４９）を実施しない場合は、運動を終了した事をスタ
ート／ストップボタン２９を押すことによって選択する
（５０）。運動終了でなければ脈波検知（４３）に戻
り、運動回復力診断の計測実施を確認する（５１）。こ
れを実施しない場合は、今までの結果を表示して（５
６）、作業を終了する（５７）。実施する場合は、もう
一度脈波を検知できるかを判断し（５２）、検知できな
ければ、加圧ポンプ２３により脈波検知できるまで再度
加圧を行なう（５３）。運動回復力診断を実施（５４）
後、急速用排気弁２４による急速排気を行う（５５）。
最後に得られた結果を表示し（５６）、計測を終了す
る。

【００１８】（実施例２）図８は血圧測定（４０）のフ
ローチャート図である。加圧ポンプ２３により加圧を始
める（５７）。カフ１７内の圧力が１７０ｍｍＨｇにな
ったら（５８）、加圧を停止する（５９）。微速用排気
弁２４により微速排気を始める（６０）。受光素子３６
が脈波を検知（６１）したら、その時の圧力センサ１８
の出力を増幅器１９で増幅し、アナログ−ディジタル変
換をして（６２）、メモリ２１内に記憶する（６３）。
この値が最高血圧値Ｐｈになる。脈波が消滅（６４）し
た時も同様な処理をして（６５）、メモリ２１内に記憶
する（６６）。この値が最低血圧値Ｐｌになる。この最
高血圧Ｐｈと最低血圧Ｐｌを用いて平均血圧Ｐａは、Ｐ
ａ＝（Ｐｈ−Ｐｌ）／３＋Ｐｌで計算する事ができる
（６９）。脈波が加圧して１０秒経過しても検知できな
い場合は（６７）、エラー表示を行なう（６８）。計測
終了後あるいはエラー発生時には、急速用排気弁２５に
より、急速排気を行ない（７０）、血圧測定行程を終了
する。

【００１９】（実施例３）図９は、不整脈監視（４７）
のフローチャート図である。脈波を計測スタート後発生
した順にＰ（ｎ）からＰ（ｎ＋ｍ）とする。脈波Ｐ
（ｎ）を取り込みタイマー５をスタートする（７１）。
脈波Ｐ（ｎ＋１）を取り込む（７２）。脈波Ｐ（ｎ）と
脈波Ｐ（ｎ＋１）の時間間隔ｔ１と脈波波形Ｐ（ｎ）と
Ｐ（ｎ＋１）をメモリ６に格納する（７３）。脈波Ｐ
（ｎ＋２）読み込み（７４）、脈波Ｐ（ｎ＋１）と脈波
Ｐ（ｎ＋２）の時間間隔ｔ２とＰ（ｎ＋２）をメモリ６
に格納する（７５）。ｔ１とｔ２を比較し（７６）、ま
た脈波波形Ｐ（ｎ）、Ｐ（ｎ＋１）、Ｐ（ｎ＋２）をメ
モリ８のパターンと照合をする（７７）。適合パターン
があれば適合パターンをＭＰＵ２６に転送し（７８）、
なければ適合パターンなしでＭＰＵ２６に転送する（７
９）。継続であれば（８０）、Ｐ（ｎ＋２）をＰ（ｎ）
に代入して（８１）、計測を継続する。

【００２０】（実施例４）図１０は、運動時における運
動許容脈拍数監視（４８）のフローチャート図である。
使用者の年齢Ｎを入力する（８２）。メモリ１３より安
静時脈拍数Ｐ１を呼び出す（８３）。最高脈拍増加数Ｐ
２は、Ｐ２＝（２２０−Ｎ）−Ｐ１で表す事ができ（８４）、健康な人の許容脈拍増加数Ｐ
３は、Ｐ３＝Ｐ２×０．６となる（８５）。これらより運動許容脈拍数Ｐ４は、Ｐ４＝Ｐ３＋Ｐ１となる（８６）。サンプリングした脈拍数Ｐ５をサンプ
リングメモリ９より呼び出し（８７）、運動許容脈拍数
Ｐ４と比較をし、Ｐ４＜Ｐ５の条件（８８）を満たして
いれば警報を鳴らし（８９）使用者に運動許容脈拍数を
越えた事を伝える。

【００２１】（実施例５）図１１は、運動回復力診断
（５４）のフローチャート図である。運動が終了した信
号を受けて（５０）、タイマー１６をスタートさせ（９
０）、安静時脈拍数Ｐ１をメモリ１３より呼び出す（９
１）。サンプリングした脈拍数Ｐ５をサンプリングメモ
リ９より呼び出し（９２）、安静時脈拍数Ｐ１と比較を
し、Ｐ１＝Ｐ５の条件（９３）を満たしたところで、タ
イマー１６をストップする（９４）。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した本発明の多機能ウォッチ
は、以下の効果を有する。

【００２３】（１）脈波センサ部とウォッチ部をケーブ
ルを介すことにより、脈波から連続的に脈拍数が測定で
きることと、最高，最低血圧が測定でき平均血圧が演算
できる。（２）脈波センサ部と周辺機器を駆動する電源
をウォッチ内蔵の電源と分離することにより、ウォッチ
内蔵電源の駆動時間を延ばせる。

【００２４】（３）脈波計測により脈が打つ間隔を前後
と比較し、そこから不整脈発生の情報を捕らえ、メモリ
内の不整脈のパターンと照合し、その結果より不整脈監
視ができる。

【００２５】（４）安静時脈拍数と、年齢から演算でき
る運動許容脈拍数の範囲を脈波計測が越えた場合に、使
用者に知らせ運動許容心拍数を監視することができる。

【００２６】（５）運動終了の信号を受けてから脈拍数
が、安静時脈拍数に戻るまでの時間を計測することによ
り、運動回復力診断ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステムブロック図である。

【図２】本発明の測定部、制御部の外形図である。

【図３】本発明の左腕装着時の図である。

【図４】本発明の脈波センサ部の拡大図である。

【図５】本発明のウォッチ部の概略図である。

【図６】（ａ）は本発明のウォッチにおける時刻表示例
の図である。（ｂ）は本発明のウォッチにおける運動回
復力結果表示例の図である。（ｃ）は本発明のウォッチ
における最高血圧表示例の図である。（ｄ）は本発明の
ウォッチにおける最低血圧表示例の図である。（ｅ）は
本発明のウォッチにおける平均血圧表示例の図である。
（ｆ）は本発明のウォッチにおける脈拍数表示例の図で
ある。（ｇ）は本発明のウォッチにおける時刻表示例の
図である。

【図７】本発明の全体フローチャートである。

【図８】本発明の血圧測定フローチャート図である。

【図９】本発明の不整脈監視のフローチャート図であ
る。

【図１０】本発明の運動許容脈拍数管理のフローチャー
ト図である。

【図１１】本発明の運動回復力診断のフローチャート図
である。

【符号の説明】

１脈波センサ部２増幅器３アナログ−ディジタル変換器４フィルター５脈波間隔計測タイマー６メモリ７コンパレータ８不整脈パターン記憶メモリ９脈波サンプリング１０コンパレータ１１警報１２運動許容脈拍数演算１３安静時脈拍数記憶メモリ１４運動終了信号１５コンパレータ１６運動回復力診断用タイマー１７カフ１８圧力センサ１９増幅器２０アナログ−ディジタル変換器２１血圧記憶メモリ２２逆流防止弁２３加圧ポンプ２４微速用排気弁２５急速用排気弁２６ＭＰＵ２７表示部２８脈波センサ部２９スタート／ストップボタン３０制御部ボックス３１制御部、ウォッチ間接続ケーブル３２コネクタ３３脈波センサ部、制御部間接続ケーブル３４ウォッチ３５ＬＥＤ光源３６受光素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】脈波センサ部を、ケーブルを介すること
により、ウォッチと分離したことを特徴とする多機能ウ
ォッチ。
【請求項２】脈波センサ部及び周辺機器を駆動する電
源を、ウォッチと分離したことを特徴とする請求項１記
載の多機能ウォッチ。
【請求項３】脈波の間隔を測定する手段と、脈波と脈
波の時間間隔を記憶する手段と、脈波を比較する手段
と、脈波の時間間隔を比較する手段を備えたことを特徴
とする請求項１記載の多機能ウォッチ。
【請求項４】脈波より脈拍数を測定する手段と、測定
した脈拍数と運動許容脈拍数を比較する手段と、使用者
に知らせる手段を備えたことを特徴とする請求項１記載
の多機能ウォッチ。
【請求項５】脈波より脈拍数を測定する手段と、測定
した脈拍数と安静時脈拍数を比較する手段と、時間を測
定する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の多
機能ウォッチ。