JP2008036004A

JP2008036004A - 電子血圧計およびその制御方法

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Publication number: JP2008036004A
Application number: JP2006212090A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yamakoshi; 憲一山越; Yukinobu Tanaka; 志信田中; Masamichi Nogawa; 雅道野川; Takehiro Yamakoshi; 健弘山越; Yukiya Sawanoi; 幸哉澤野井
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2026-08-03
Also published as: CN101505656B; WO2008015921A1; EP2047795A4; EP2047795B1; TWI448273B; CN101505656A; TW200816956A; US20090312652A1; RU2009107519A; JP4702216B2; EP2047795A1; RU2408257C2

Abstract

【課題】容積補償法を利用して血圧を測定する電子血圧計において、制御目標値を短時間で決定可能にする。
【解決手段】フィードバック制御に従ってカフの空気袋に印加される圧力Ｐ１、制御目標値の検出のために重畳される高周波の振動Ｐ２、カフに取付けられた動脈容積センサの検出出力ＰＧｄｃ、ＰＧｄｃの直流成分を除去したデータＰＧａｃ、および、ＰＧａｃに対してＰ２と同じ周波数のバンドパスフィルタで処理されたデータＰＧａｃ２が示されている。カフの空気袋がＰ１にＰ２を重畳された圧力に制御されると、カフ２の空気袋の圧力が動脈内圧と平衡した時点で、ＰＧａｃ２の振幅が最大値（極大値）をとる（△印）。ＰＧａｃ２の振幅が最大値（極大値）をとった時点でのＰＧｄｃ（○印）が制御目標値とされ、その時点でのカフの空気袋の圧力値もメモリに記憶される。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子血圧計およびその制御方法に関し、特に、容積補償法を利用して血圧を測定する電子血圧計およびその制御方法に関する。

血圧は循環器疾患を解析する指標の一つであり、血圧に基づいてリスク解析を行なうことは、たとえば脳卒中や心不全や心筋梗塞などの心血管系の疾患の予防に有効である。特に、早朝に血圧が上昇する早朝高血圧は心臓病や脳卒中などに関係している。さらに、早朝高血圧の中でも、モーニングサージと呼ばれる起床後１時間から１時間半ぐらいの間に急激に血圧が上昇する症状は、脳卒中との因果関係があることが判明している。そこで、時間（生活習慣）と血圧変化の相互関係を把握することが、心血管系の疾患のリスク解析に有用である。したがって、長期間にわたり、連続的に血圧測定することが必要となってきている。

また、手術中・手術後の患者の監視や、降圧薬治療時の薬効確認等においては、１心拍ごとに連続的に血圧を測定し、血圧変化を監視することが非常に重要である。

また、１心拍ごとの脈波波形には、動脈硬化の進展や心機能の診断等、医学上きわめて利用範囲が広い情報が含まれており、脈波波形の変動を連続的に記録することも重要視されてきている。

従来の血圧計は、測定部位に腕帯（カフ）を巻き、その腕帯内の圧力を最高血圧より高く加圧し、その後腕帯内の圧力を徐々に減圧していく過程において、動脈で発生する脈動を圧力センサで腕帯を介して検出し、腕帯内の圧力とその時の脈動の大きさ（脈波振幅）に所定のアルゴリズムを適用して最高血圧と最低血圧を決定している（オシロメトリック法）。このような血圧計では、脈波振幅が、腕帯内圧が最高血圧付近で急激に増加し、最低血圧付近で急激に減少する特徴が利用されている。

また、従来の血圧計では、腕帯内圧の加減圧中の血流の変化に依存して発生・消失する血流音（コロトコフ音）をマイクロホン等のコロトコフ音検出器で検出し最高血圧と最低血圧を決定するものもあった（コロトコフ音法）。このような血圧計では、コロトコフ音が、腕帯内圧が最高血圧で発生し、最低血圧付近で消失（もしくは微弱）する特徴が利用されている。

ただし、これらの血圧測定方法では、最高血圧と最低血圧を決定するために、腕帯内圧を徐々に減圧していく必要があるため、１回当たりの測定時間は早くとも３０秒程度必要となり、１心拍ごとに血圧測定することは不可能である。

なお、１心拍ごとに血圧を測定する手法としては、動脈にカテーテルを挿入し、カテーテルに接続した圧力センサにより動脈内圧を直接測定する方法がある（直接法）。ただし、直接法は動脈にカテーテルを挿入するため、医師の監視下で実行する必要があり、また、苦痛・感染の危険など被測定者（患者）に精神的・肉体的苦痛を与え、手術中・手術後などの特定した環境下でしか実施されていない。

このような状況下、非侵襲で連続的に１心拍ごとの血圧計測する技術がこれまでに開発されてきた。

このような技術としては、たとえば、トノメトリ法と呼ばれる血圧測定方法がある。これは、橈骨動脈などの表在した動脈を体表面から平らに圧迫したとき、その平面上の圧と動脈内圧が一致する原理を利用し、平面上の圧を圧力センサにより検出することで血圧を測定できる。実際には、動脈のみを圧迫することは不可能であり、体表面の組織も同時に圧迫しているため、上記圧力センサで検出した圧力は必ずしも動脈内圧と一致しない。したがって、トノメトリ法で血圧計測するには、他の方法（たとえばオシロメトリック法）で測定した血圧値により補正する必要がある。また、動脈を平らに圧迫するために動脈上にセンサを正しく配置する必要があり、取扱いも非常に煩雑であるため、手術中や手術後の集中治療室などの限られた場所で使用されているにとどまっている。

これに対し、簡便に測定できる手法として、特公昭５９−００５２９６号公報（特許文献１）に開示されるように、容積補償法による血圧測定が開発されている。

容積補償法は、生体外から腕帯によって動脈を圧迫し、脈動する動脈の単位長あたりの容積を一定に保つことで圧迫圧力（カフ圧）と動脈内圧すなわち血圧と平衡させ、この状態を維持したときのカフ圧を検出することにより連続血圧値を得る方式である。動脈内圧と動脈にかかるカフ圧を常時平衡に保つことにより、動脈壁を無負荷状態（すなわち圧力のかからない自然な状態）に維持する必要があるため、動脈が無負荷状態にあることの検出（サーボ目標値の検出）、および、この状態を維持すること（サーボ制御）の２点が重要な課題となる。特に、サーボ目標値の決定は血圧測定精度に直接影響するため、その決定は非常に重要である。

そして、電子血圧計におけるサーボ目標値の決定に関する技術の一例としては、特公平０１−０３１３７０号公報（特許文献２）に、カフにより動脈を徐々に圧迫していき、そのときに得られる動脈容積最大点を検出することでサーボ目標値（制御目標値）とする技術が開示されている。この公報に開示された制御目標値の決定の態様を、図７を参照して説明する。なお、図７では、カフ圧がＰｃで、フォトトランジスタの出力電圧（動脈の容積信号）がＰＧｄｃで、容積信号の脈派成分がＰＧａｃで、制御目標値がＶｏで、平均血圧がＭＢＰで、そして、最高血圧がＳＢＰで、それぞれ示されている。

特許文献２に開示された技術では、カフを徐々に加圧しながら（３〜４ｍｍＨｇ／ｓｅｃ）その時の容積信号の脈派成分が取得され、さらに、その最大値が検出される。そして、最大値が検出された時点での動脈の容積信号ＰＧｄｃが、サーボ目標値として設定される。
特公昭５９−００５２９６号公報特公平０１−０３１３７０号公報

しかしながら、特許文献２に開示された技術では、正確なサーボ目標値（制御目標値）を検出できる反面、サーボ目標値の検出に最低でも３０秒以上必要になる。そのため、測定開始から最初の血圧決定まで３０＋α秒以上を必要とされ、被測定者が、不便に感じていた。

また、連続血圧測定中にも、血圧変動、ストレス、環境の変化などにより、サーボ目標値が変動することがあり、その都度サーボ目標値を再検出する必要があるが、そのときもサーボ目標値決定まで最低３０秒必要となる。このため、血圧測定を中断して制御目標値を再決定する必要があり、連続血圧測定中の血圧変動に速やかに対応することができなかった。

本発明はかかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、容積補償法を利用して血圧を測定する電子血圧計において、制御目標値を短時間で決定可能にすることである。

本発明に従った電子血圧計は、被測定者の血圧測定部位に装着するカフと、前記カフに加える圧力を調整する圧力調整手段と、前記カフ内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記カフ内の圧力の変化と脈動によって変化する、被測定者の動脈の容積を検出する動脈容積検出手段と、被測定者の動脈の容積変化に基づいて前記圧力調整手段によって前記カフに加える圧力を増減させることによって被験者の動脈の容積が一定となるように制御し、そのときの前記カフに加える圧力値から被測定者の血圧を測定する測定手段とを含む電子血圧計において、前記測定手段は、被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とし、当該圧力を維持する圧力維持手段と、被測定者の動脈の容積変化に基づいて前記圧力調整手段を動作させ、被測定者の動脈の容積変化と制御目標値との差の振幅が最小になるようにフィードバック制御するフィードバック制御手段と、前記フィードバック制御手段による制御によって被測定者の動脈の容積変化の振幅が最小となったときの前記カフ内の圧力を被測定者の血圧として抽出する抽出手段とを備えた、電子血圧計であって、前記圧力維持手段は、前記圧力調整手段によって前記カフに加える圧力に高周波の振動を重畳させながら前記動脈容積検出手段に被測定者の動脈の容積を検出させることによって、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とすることを特徴とする。

また、本発明に従った電子血圧計では、前記圧力維持手段は、前記圧力調整手段によって前記カフに加える圧力を上昇させる期間中に、前記カフに加える圧力に高周波の振動を重畳させながら前記動脈容積検出手段に被測定者の動脈の容積を検出させることによって、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とすることが好ましい。

また、本発明に従った電子血圧計は、前記圧力維持手段は、前記圧力調整手段によって前記カフに加える圧力を前記記憶手段に記憶された最高血圧以上に上昇させた後に下降させる期間中に、前記カフに加える圧力に高周波の振動を重畳させながら前記動脈容積検出手段に被測定者の動脈の容積を検出させることによって、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とすることが好ましい。

また、本発明に従った電子血圧計は、前記圧力維持手段が検出した前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力の履歴を記憶する記憶手段をさらに含み、前記圧力維持手段は、前記圧力調整手段に前記カフに加える圧力を前記記憶手段に記憶された履歴の圧力で維持させた状態で、前記カフに加える圧力に高周波の振動を重畳させながら前記動脈容積検出手段に被測定者の動脈の容積を検出させることによって、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とすることが好ましい。

また、本発明に従った電子血圧計では、前記圧力維持手段は、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、さらに、前記圧力調整手段に前記カフに加える圧力を当該検出した圧力で維持させた状態で、前記カフに加える圧力に高周波の振動を重畳させながら前記動脈容積検出手段に被測定者の動脈の容積を検出させることによって、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を再度検出し、当該再度検出した前記カフ内の圧力を最終的に前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力とし、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とすることが好ましい。

また、本発明に従った電子血圧計では、前記圧力維持手段は、前記測定手段による血圧の測定の開始時に、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とすることが好ましい。

また、本発明に従った電子血圧計では、前記圧力維持手段は、前記測定手段によって測定された血圧が所定の値を越えた場合または特定の値を下回った場合に、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を再検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とすることが好ましい。

また、本発明に従った電子血圧計では、前記圧力維持手段は、前記測定手段による血圧の測定中に前記動脈容積検出手段によって検出された被測定者の動脈の容積の変化量が一定の値を越えた場合に、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を再検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とすることが好ましい。

また、本発明に従った電子血圧計では、前記圧力維持手段は、前記測定手段による血圧の測定中に前記圧力検出手段によって検出される前記カフ内の圧力の変化量が或る値を越えた場合に、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を再検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とすることが好ましい。

また、本発明に従った電子血圧計は、外部からの操作を受付ける操作手段をさらに含み、前記圧力維持手段は、前記操作手段に対して操作がなされた場合に、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とすることが好ましい。

また、本発明に従った電子血圧計では、前記圧力維持手段は、前記圧力調整手段が前記カフに加える圧力を１心拍分の期間で前記被測定者の最高血圧以上に上昇させ、前記動脈容積検出手段による被測定者の動脈の容積を検出結果に基づいて、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とすることが好ましい。

本発明に従った電子血圧計の制御方法は、被測定者の血圧測定部位に装着するカフと、前記カフに加える圧力を調整する圧力調整手段と、前記カフ内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記カフ内の圧力の変化と脈動によって変化する、被測定者の動脈の容積を検出する動脈容積検出手段と、被測定者の動脈の容積変化に基づいて前記圧力調整手段に前記カフに加える圧力を増減させることによって被験者の動脈の容積が一定となるように制御し、そのときの前記カフに加える圧力の増減値から被測定者の血圧を測定する測定手段とを含む電子血圧計の制御方法であって、前記カフに加える圧力に高周波の振動を重畳させながら被測定者の動脈の容積を検出させることによって、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、当該圧力を維持するステップと、被測定者の動脈の容積変化に基づいて、被測定者の動脈の容積変化の振幅が最小になるようにフィードバック制御するステップと、前記フィードバック制御によって被測定者の動脈の容積変化の振幅が最小となったときの前記カフ内の圧力を被測定者の血圧として抽出するステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、カフに加えられる圧力に高周波の振動が重畳された状態で検出される被測定者の動脈の容積信号より、前記高周波と同一周波数成分の信号が最大となったときのカフ内の圧力が、圧力維持手段が維持するカフ内の圧力、つまり、制御目標値に対応する圧力とされる。

これにより、１心拍分の期間にカフに加えられる圧力で、被測定者の動脈の容積変化が最大となるカフ内の圧力を得ることができる。したがって、容積補償法を利用して血圧を測定する電子血圧計において、従来と比較して、制御目標値を短時間で決定することができるようになる。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る電子血圧計の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態である電子血圧計の概観図である。

電子血圧計１は、カフ２を備え、当該カフ２を被測定者の手首Ａに巻きつけられた状態で、被測定者の血圧を測定する。なお、本発明に従った電子血圧計において、血圧の測定部位は、手首に限定されない。後述するような動脈の容積の検出が可能な箇所であれば、指先や上腕部等であっても良い。

電子血圧計１は、その前面に表示部４および複数の操作ボタンを含む操作部５を備えている。また、電子血圧計１は、内蔵するポンプ（後述するポンプ３２）とカフ２を接続する管３を含む。カフ２は、空気袋を内包している。

図２は、電子血圧計１のハードウェア構成を模式的に示す図である。
電子血圧計１は、上記した表示部４および操作部５に加え、電子血圧計１の動作を全体的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、ＣＰＵ１０のワークメモリとして機能するメモリ１１、種々の情報（プログラムおよびデータ）を記憶するメモリ１２、タイマ６、および、ＣＰＵ１０に電力を供給する電源３０を含む。なお、操作部５は、電子血圧計１に対する電源投入のオン／オフを切換えるために操作される電源スイッチ５１、電子血圧計１に血圧の測定を開始させるために操作される測定スイッチ５２、電子血圧計１に測定動作を停止させるために操作される停止スイッチ５３、および、メモリ１２に記憶された血圧等の測定結果を呼出すために操作される記録呼出スイッチ５４を含む。

電子血圧計１は、さらに、上記したカフ２および管３に加え、カフ２の空気袋の圧力を計測する圧力センサ３１、圧力センサ３１からの出力を周波数に変換してＣＰＵ１０に入力させる発振回路１３、カフ２の空気袋に空気を送るポンプ３２、ポンプ３２を駆動させるポンプ駆動回路１４、カフ２の空気袋の空気を排出しまたは閉じ込めるために開閉する弁３３、および、弁３３を駆動させる弁駆動回路１５を含む。電子血圧計１では、ＣＰＵ１０は、ポンプ駆動回路１４および弁駆動回路１５の動作を制御することにより、カフ２の空気袋の圧力を制御する。

また、電子血圧計１は、さらに、カフ２に取付けられた動脈容積センサ２１および動脈容積センサ２１の検出出力を入力される動脈容積検出回路１６を含む。動脈容積センサ２１は、被測定者の血圧測定部位の動脈の容積を検出するためのセンサであり、たとえば、光電センサによって構成される。光電センサは、具体的には、発光ダイオードと、当該発光ダイオードに上記測定部位の動脈を挟んで対向するように設けられたフォトトランジスタとを含む。動脈容積検出回路１６は、上記の発光ダイオードの発光量を制御し、また、上記のフォトトランジスタの受光量を入力される。これにより、動脈容積検出回路１６では、発光ダイオードの発する光であって、血管を流れる血液（赤血球）に含まれるヘモグロビンの吸収帯の光の、フォトダイオードに到達する透過光量に基づいて、動脈の容積が検出される。なお、本発明に従った電子血圧計では、動脈の容積は、光電センサ以外の、たとえばインピーダンスプレスチモグラフなどの既存の方法を利用して検出されても良い。

電子血圧計１では、容積補償法を利用して血圧（最高血圧、最低血圧）が測定される。容積補償法による血圧測定は、生体外から動脈に外圧を加え、生体外圧と動脈内圧すなわち血圧を常時平衡にするように制御し、動脈壁を無負荷状態に維持し、そのときに生体外圧を測定することにより、血圧を得るものである。なお、容積補償法を利用した血圧測定に関しては、上記した特許文献１に詳しい。

図３は、電子血圧計１において電源が投入されて血圧を測定する際に実行される処理のフローチャートである。

図３を参照して、まず、ステップＳＴ１０で、被測定者またはユーザによって、電源スイッチ５１が押圧される。これにより、電子血圧計１では、ステップＳＴ２０において初期化が行なわれる。初期化には、たとえば、ＣＰＵ１０による、メモリ１１の初期化やカフ２内の空気の排気や圧力センサ３１の０ｍｍＨｇの補正が含まれる。

初期化の後、測定スイッチ５２を押圧されると（ステップＳＴ３０）、電子血圧計１では、ステップＳＴ４０において、カフ２により動脈壁を無負荷状態に制御するための制御目標値が検出される。なお、ステップＳＴ４０における制御目標値の検出のための処理内容については、後述する。

そして、制御目標値が決定されると、ＣＰＵ１０は、カフ２の空気袋の圧力を後述する制御初期カフ圧に調整した（ステップＳＴ５０）後、動脈容積信号の振幅が最小となるようにカフ２の空気袋の圧力をフィードバック制御しながら被測定者の血圧を決定する（ステップＳＴ６０〜ＳＴ８０）。なお、動脈容積信号とは、動脈容積検出回路１６からＣＰＵ１０に出力される信号であって被測定者の動脈の容積に対応した信号である。

ステップＳＴ６０では、ＣＰＵ１０が、動脈容積検出回路１６の検出出力である動脈容積信号の振幅が最小になるように、カフ２の空気袋の圧力を制御する。ここで、「動脈容積信号の振幅が最小となるように」とは、被測定者の動脈の容積より得られる動脈容積信号とステップＳＴ４０で検出された制御目標値との差が予め定められた閾値以下となるように、という意味である。たとえば、動脈容積検出回路１６の検出出力である動脈容積信号と制御目標値との差が、上記閾値を上回ることを意味するものである場合には、ＣＰＵ２は上回る度合いに応じてカフ２の空気袋の圧力を上昇させるように弁３３の動作を制御する。本実施の形態では、血圧の測定が行なわれる場合、ポンプ３２は常時運転され、カフ２の空気袋の圧力は、弁３３の開閉態様によって制御される。なお、カフ２の空気袋の圧力は、弁３３を常時開とされてポンプ３２の駆動態様によって制御されても良いし、弁３３の開閉態様とポンプ３２の駆動態様の双方を組み合わせて制御されても良い。

ステップＳＴ７０では、ＣＰＵ１０は、動脈容積信号と制御目標値との差が、上記閾値以下であることを意味するものであるかどうかを判断する。そして、閾値以下であると判断すれば、ＣＰＵ１０は、ステップＳＴ８０で、その時点でのカフ２の空気袋の圧力を被測定者の血圧決定し、ステップＳＴ９０に処理を進める。一方、閾値を越えていると判断すると、ＣＰＵ１０は、ステップＳＴ８０の処理を実行することなく、直接ステップＳＴ９０に処理を進める。なお、ステップＳＴ８０では、ＣＰＵ１０は、決定した血圧値を、表示部４に表示させたり、（たとえば、その時点での時刻とともに）メモリ１２に記憶させたりする。

ステップＳＴ９０では、ＣＰＵ１０は、停止信号がＯＮされたか否かを判断し、ＯＦＦされていると判断するとステップＳＴ６０に処理を戻し、ＯＮされたと判断すると測定を終了させる。停止信号とは、血圧の測定を停止させるための信号であり、ステップＳＴ２０における初期化ではＯＦＦとされ、停止スイッチ５３が押圧されたり血圧の測定開始（ステップＳＴ３０における測定スイッチ５２の押圧）から所定時間が経過したりすることによってＯＮされる。

図４は、ステップＳＴ４０における制御目標値の検出のサブルーチンのフローチャートである。

図４を参照して、制御目標値の検出処理では、まずステップＳＴ４１で、ＣＰＵ１０は、メモリ１２に記憶されている動脈容積の最大値（動脈容積信号）および当該最大値が検出された時点でのカフ２の空気袋の圧力値を初期化する。

次に、ステップＳＴ４２で、ＣＰＵ１０はカフ２の空気袋を加圧する。なお、ここでのカフ２の空気袋の加圧は、単に直線状に圧力を上昇させるのではなく、直線状の圧力上昇波形に高周波微少圧振動（たとえば、周波数２０Ｈｚ、振幅１０ｍｍＨｇ）を重畳させることによって行なわれる。これにより、カフ２に加えられる圧力に高周波の振動が重畳される。

そして、ＣＰＵ１０は、ステップＳＴ４３で、動脈容積検出回路１６からの動脈容積信号を検出し、ステップＳＴ４４で、その時点の動脈容積信号の振幅が、動脈容積の変化量の最大値に対応するものであるか否かを判断する。なお、動脈容積の変化量の最大値は、後述するように、動脈容積センサ２１から出力されるデータの高周波成分として得られる。そして、ステップＳＴ４４における、最大値に対応するものであるか否かの判断は、直前の動脈容積信号の高周波成分の変化量（たとえば微分値）が正の値でありかつその時点での動脈容積信号の高周波成分の変化量が負の値であるかどうかによって行なわれる。

そして、ＣＰＵ１０は、ステップＳＴ４４で、最大値に対応したものであると判断するとステップＳＴ４５に処理を進め、最大値に対応したものではないと判断するとステップＳＴ４６に処理を進める。

ステップＳＴ４５では、ＣＰＵ１０は、その時点での動脈容積信号（の振幅）の最大値とその時点でのカフ２の空気袋の圧力値をメモリ１２に記憶させて、ステップＳＴ４６に処理を進める。なお、ここで記憶される動脈容積信号の振幅の最大値が、電子血圧計１においてはフィードバック制御における制御目標値として扱われる。また、これらの値がすでにメモリ１２に記憶されている場合には、これらの値を最新のものに更新する。

ステップＳＴ４６では、ＣＰＵ１０は、カフ２の空気袋の圧力が所定の圧力に達したか否かを判断し、達したと判断するとステップＳＴ４６へ処理を進め、達していないと判断するとステップＳＴ４２に処理を戻す。ここで所定の圧力とは、たとえば被測定者の最高血圧より十分高い圧力であって、予めメモリ１２に記憶されているものとする。

ステップＳＴ４７では、ＣＰＵ１０は、その時点でメモリ１２に記憶されている動脈容積信号の振幅の最大値とその時点でのカフ２の空気袋の圧力値を、それぞれ、制御目標値と制御初期カフ圧力に確定させて、処理を図３のステップＳＴ４０に戻す。

以上説明した本実施の形態における制御目標値の検出を、図５を参照してより具体的に説明する。なお、図５は、電子血圧計１においてＣＰＵ１０で扱われるデータを示す図である。具体的には、図５には、動脈内圧すなわち血圧がＰ１で、カフ２の空気袋に印加され、制御目標値の検出のために高周波の振動が重畳された圧力がＰ２で、動脈容積センサ２１の検出出力がＰＧｄｃで、ＰＧｄｃの直流成分を除去したデータがＰＧａｃで、そして、ＰＧａｃに対してＰ２の高周波の振動と同じ周波数のバンドパスフィルタで処理されたデータがＰＧａｃ２で、それぞれ示され、また、それぞれのデータの時間変化が示されている。

カフ２の空気袋がＰ２の圧力に制御されると、カフ２の空気袋の圧力が動脈内圧と平衡した時点で、ＰＧａｃ２の振幅が最大値（極大値）をとる。図５では、ＰＧａｃ２の１心拍ごとの最大値に△印が付されている。

そして、本実施の形態では、上記したようにメモリ１２に記憶される制御目標値は、ＰＧａｃ２の振幅が最大値（極大値）をとった時点でのＰＧｄｃ（図５中の○印）である。また、本実施の形態では、その時点でのカフ２の空気袋の圧力値もメモリ１２に記憶される。

以上説明した本実施の形態では、制御目標値および上記の圧力値は、電子血圧計１における血圧の測定開始時に検出される。なお、本発明に従った電子血圧計におけるこれらの値の検出のタイミングは、血圧の測定開始時に限定されない。たとえば、図６に示されるように、ステップＳＴ８０で決定された血圧値に対して所定の範囲外である（つまり、所定の値ＰＸを越えるか、または、所定の値ＰＹを下回る）か否かを判断し（ステップＳＴ８１）、範囲外である場合に（ステップＳＴ８１でＹＥＳ判断時）、検出するようにしても良い。なお、図６に示されるフローチャートは、ステップＳＴ８１以外では図３を参照して説明した各ステップと同様の処理が実行されることを意味している。

また、電子血圧計１に対する電源投入時に検出されても良いし、操作部５に専用のスイッチを設けておいて当該スイッチが操作されたときに検出されても良いし、血圧測定中にカフ２の空気袋の圧力が急激に変化した場合（つまり、圧力の変化量が予め定められた或る値を越えた場合）に検出されても良いし、また、動脈容積検出回路１６において検出される被測定者の動脈の容積を継続的にメモリ１２等に記憶させておき、そして、血圧計測中に、動脈容積の値が記憶されている値に対して予め定められた一定の値を越えて変化した場合に検出されても良い。

また、以上説明した本実施の形態では、図４に示されたフローチャートでは、制御目標値および上記の圧力値は、カフ２の空気袋の圧力を上昇させている期間内（ステップＳＴ４２）に検出される。一方、図５を参照して説明した例では、制御目標値および圧力値は、カフ２の空気袋の圧力を一定にさせている期間内に検出される。このように、本発明では、制御目標値および上記の圧力値の検出は、カフ２の空気袋の圧力を上昇させている期間内に検出されても、下降させている期間内に検出されても、一定に維持させているときに検出されても良い。ただし、下降させている期間内に検出する場合には、少なくとも、カフ２の空気袋の圧力を被測定者の最高血圧以上に上昇させた後に下降させている期間である必要がある。このために、メモリ１２に、それまでに測定された（または、被測定者が操作部５を操作することにより入力した）被測定者の最高血圧を記憶しておき、この血圧以上にカフ２の空気袋の圧力を上昇させた後や、動脈容積センサ２１の検出出力の直流成分を除去したデータＰＧａｃが消失するまでカフ２の空気袋の圧力を上昇させた後で制御目標値および上記の圧力値が検出されることが好ましい。

また、制御目標値および上記の圧力値は、それ以前に検出されメモリ１２に記憶された上記の圧力値にカフ２の空気袋の圧力値を制御した状態であって、さらに圧力の制御波形に上記した高周波の振動を重畳させた状態で、検出されても良い。

また、一度、図４または図５に示されたように、カフ２の空気袋の圧力を高周波の振動を重畳させながら上昇または下降させた状態で制御目標値および上記の圧力値を検出した後、再度、当該検出された圧力値でカフ２の空気袋の圧力を制御した状態であってさらに高周波の振動を重畳するように圧力を制御した状態で制御目標値および上記の圧力値を検出し、後で検出された方の値をメモリ１２に記憶させても良い。また、先に検出した方の値と後に検出した方の値の差が予め定められた範囲内である場合にのみ、検出が成功したとして、先にまたは後で検出された方の値をメモリ１２に記憶しても良い。

また、電子血圧計１では、図５に示されたように、動脈容積信号において、被測定者の１心拍ごとに、当該動脈容積信号の振幅の最大値を検出することができる。そして、上記の制御目標値および上記の圧力値は、１心拍分で、つまり、動脈容積信号の振幅の最大値が１つ得られた時点で、検出されても良いし、複数の心拍分の各値の平均を取る等して検出されても良い。

今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、上記した各実施の形態は、可能な限り組み合わされて実現されることが意図される。

本発明の実施の形態である電子血圧計の概観図である。図１の電子血圧計のハードウェア構成を模式的に示す図である。図１に示された電子血圧計において電源が投入されて血圧を測定する際に実行される処理のフローチャートである。図３に示された処理における制御目標値の検出のサブルーチンのフローチャートである。図１に示された電子血圧計のＣＰＵで扱われるデータを示す図である。図３に示された処理の変形例のフローチャートである。従来の電子血圧計における制御目標値の決定の態様を説明するための図である。

符号の説明

１電子血圧計、２カフ、３管、４表示部、５操作部、６タイマ、１０ＣＰＵ、１１，１２メモリ、１３発振回路、１４ポンプ駆動回路、１５弁駆動回路、１６動脈容積検出回路、２０空気袋、２１動脈容積センサ、３０電源、３１圧力センサ、３２ポンプ、３３弁、５１電源スイッチ、５２測定スイッチ、５３停止スイッチ、５４記録呼出スイッチ。

Claims

被測定者の血圧測定部位に装着するカフと、前記カフに加える圧力を調整する圧力調整手段と、前記カフ内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記カフ内の圧力の変化と脈動によって変化する、被測定者の動脈の容積を検出する動脈容積検出手段と、被測定者の動脈の容積変化に基づいて前記圧力調整手段によって前記カフに加える圧力を増減させることによって被験者の動脈の容積が一定となるように制御し、そのときの前記カフに加える圧力値から被測定者の血圧を測定する測定手段とを含む電子血圧計において、
前記測定手段は、
被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、当該圧力を維持する圧力維持手段と、
被測定者の動脈の容積変化に基づいて前記圧力調整手段を動作させ、被測定者の動脈の容積変化の振幅が最小になるようにフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
前記フィードバック制御手段による制御によって被測定者の動脈の容積変化の振幅が最小となったときの前記カフ内の圧力を被測定者の血圧として抽出する抽出手段とを備えた、電子血圧計であって、
前記圧力維持手段は、前記圧力調整手段によって前記カフに加える圧力に高周波の振動を重畳させながら前記動脈容積検出手段に被測定者の動脈の容積を検出させることによって、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とする、電子血圧計。
前記圧力維持手段は、前記圧力調整手段によって前記カフに加える圧力を上昇させる期間中に、前記カフに加える圧力に高周波の振動を重畳させながら前記動脈容積検出手段に被測定者の動脈の容積を検出させることによって、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とする、請求項１に記載の電子血圧計。
前記圧力維持手段は、前記圧力調整手段によって前記カフに加える圧力を前記被測定者の最高血圧以上に上昇させた後に下降させる期間中に、前記カフに加える圧力に高周波の振動を重畳させながら前記動脈容積検出手段に被測定者の動脈の容積を検出させることによって、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とする、請求項１に記載の電子血圧計。
前記圧力維持手段が検出した前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力の履歴を記憶する記憶手段をさらに含み、
前記圧力維持手段は、前記圧力調整手段に前記カフに加える圧力を前記記憶手段に記憶された履歴の圧力で維持させた状態で、前記カフに加える圧力に高周波の振動を重畳させながら前記動脈容積検出手段に被測定者の動脈の容積を検出させることによって、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とする、請求項１に記載の電子血圧計。
前記圧力維持手段は、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、さらに、前記圧力調整手段に前記カフに加える圧力を当該検出した圧力で維持させた状態で、前記カフに加える圧力に高周波の振動を重畳させながら前記動脈容積検出手段に被測定者の動脈の容積を検出させることによって、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を再度検出し、当該再度検出した前記カフ内の圧力を最終的に前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力とし、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とする、請求項１に記載の電子血圧計。
前記圧力維持手段は、前記測定手段による血圧の測定の開始時に、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電子血圧計。
前記圧力維持手段は、前記測定手段によって測定された血圧が所定の値を越えた場合または特定の値を下回った場合に、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を再検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電子血圧計。
前記圧力維持手段は、前記測定手段による血圧の測定中に前記動脈容積検出手段によって検出された被測定者の動脈の容積の変化量が一定の値を越えた場合に、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を再検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の電子血圧計。
前記圧力維持手段は、前記測定手段による血圧の測定中に前記圧力検出手段によって検出される前記カフ内の圧力の変化量が或る値を越えた場合に、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を再検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とする、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の電子血圧計。
外部からの操作を受付ける操作手段をさらに含み、
前記圧力維持手段は、前記操作手段に対して操作がなされた場合に、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とする、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の電子血圧計。
前記圧力維持手段は、前記圧力調整手段が前記カフに加える圧力を１心拍分の期間で前記被測定者の最高血圧以上に上昇させ、前記動脈容積検出手段による被測定者の動脈の容積を検出結果に基づいて、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、その時の容積脈波信号を前記フィードバック制御の制御目標値とする、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の電子血圧計。
被測定者の血圧測定部位に装着するカフと、前記カフに加える圧力を調整する圧力調整手段と、前記カフ内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記カフ内の圧力の変化と脈動によって変化する、被測定者の動脈の容積を検出する動脈容積検出手段と、被測定者の動脈の容積変化に基づいて前記圧力調整手段に前記カフに加える圧力を増減させることによって被験者の動脈の容積が一定となるように制御し、そのときの前記カフに加える圧力の増減値から被測定者の血圧を測定する測定手段とを含む電子血圧計の制御方法であって、
前記カフに加える圧力に高周波の振動を重畳させながら被測定者の動脈の容積を検出させることによって、前記被測定者の動脈の容積変化の振幅が最大となる前記カフ内の圧力を検出し、当該圧力を維持するステップと、
被測定者の動脈の容積変化に基づいて、被測定者の動脈の容積変化の振幅が最小になるようにフィードバック制御するステップと、
前記フィードバック制御によって被測定者の動脈の容積変化の振幅が最小となったときの前記カフ内の圧力を被測定者の血圧として抽出するステップとを含む、電子血圧計の制御方法。