血圧計
【課題】簡便構成で、血圧値を高精度に計測する。
【解決手段】血圧計１０ａは、腕帯１２ａと本体１６ａとを有する。腕帯１２ａは、筒状のハウジング３０と、ハウジング３０内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋３２と、マイクロホン３４とを有する。マイクロホン３４は、空気袋３２に設けられ、加圧手段１８によって加圧された状態で被測定者の上腕に押し付けられて、振動を検出する。本体１６ａは、加圧手段１８と、マイクロホン３４によって計測された信号から音成分を取り出すＫ音用フィルタ６２と、脈波成分を取り出す脈波用フィルタ６４と、Ｋ音用フィルタ６２を通して得られた音成分に基づいてコロトコフ方式によって血圧値を求めるコロトコフ部７４と、脈波用フィルタ６４を通して得られた脈波成分に基づいてオシロメトリック方式によって血圧値を求めるオシロメトリック部７６とを有する。
【解決手段】血圧計１０ａは、腕帯１２ａと本体１６ａとを有する。腕帯１２ａは、筒状のハウジング３０と、ハウジング３０内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋３２と、マイクロホン３４とを有する。マイクロホン３４は、空気袋３２に設けられ、加圧手段１８によって加圧された状態で被測定者の上腕に押し付けられて、振動を検出する。本体１６ａは、加圧手段１８と、マイクロホン３４によって計測された信号から音成分を取り出すＫ音用フィルタ６２と、脈波成分を取り出す脈波用フィルタ６４と、Ｋ音用フィルタ６２を通して得られた音成分に基づいてコロトコフ方式によって血圧値を求めるコロトコフ部７４と、脈波用フィルタ６４を通して得られた脈波成分に基づいてオシロメトリック方式によって血圧値を求めるオシロメトリック部７６とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状のハウジングと、ハウジング内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋と、空気袋に対して空気を給気及び排気する加圧手段とを有する血圧計に関する。
【背景技術】
【０００２】
健康管理のため日常的に血圧を計測することができるように、家庭用の血圧計が普及しつつある。家庭用の血圧計は、血圧を正確に計測するだけではなく、操作方法が簡単で、廉価且つコンパクトであることが望ましい。
【０００３】
アームイン式の血圧計（例えば、特許文献１）では、上腕を挿入して所定のボタン操作をするだけで自動的に血圧を計測することができることから家庭用に好適である。
【０００４】
血圧計における血圧計測方法には主にコロトコフ方式とオシロメトリック方式がある。コロトコフ方式では空気袋にコロトコフ音（以下、Ｋ音ともいう。）を検出するセンサを設け、空気袋の圧力状態とＫ音の発生及び消滅に基づいて血圧値（最高血圧及び最低血圧）を求める。コロトコフ方式は、血圧値を高い精度で求めることができるとともにセンサを上腕に密着させてＫ音を検出することから空気袋の容量の影響がないという特徴があるが、反面、周囲の騒音及び振動の影響を受ける。
【０００５】
オシロメトリック方式は、空気袋の圧力状態と該空気袋の振動脈波の変動状態に基づいて血圧値を求める。オシロメトリック方式では、センサの位置は空気袋に連通している箇所ならどこにでも配置可能であるとともに周囲の騒音や振動の影響が少ないという特徴があるが、反面、空気袋の容量が大きいと圧力変動が生じにくく、計測誤差が大きくなる。すなわち、コロトコフ方式及びオシロメトリック方式はそれぞれ長所と短所を有している。
【０００６】
特許文献２に記載の血圧計は、オシロメトリック方式の血圧計であって、カフの下流側で発生するＫ音以外にもカフの上流側で発生する脈音を検出するため、複数のマイクロホンの信号をそれぞれ帯域フィルタを通して制御部に供給することが開示されている。
【０００７】
特許文献３に記載の血圧計は、コロトコフ方式とオシロメトリック方式の両方を併用するものであって、Ｋ音を検出するマイクロホンの信号を帯域通過フィルタを通して制御部に供給するとともに、空気袋の脈波振動を検出する圧力センサの信号を制御部に供給することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４１８６８３９号公報
【特許文献２】実公平６−１４７２１号公報
【特許文献３】特許第２５５１６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
アームイン式の血圧計（すなわち、血圧を測定するために空気袋を上腕に巻き付ける必要のない方式）では、太い上腕に対しても計測可能であるように筒状のハウジングは適度に大径に設定されている。一方、細い上腕に対しても計測が可能であるように内部の空気袋は内径側に向かって十分に膨脹可能な構成となっている。
【００１０】
ところが、このように十分な膨脹を可能にするためには、空気袋の容量を大きくする必要があり、オシロメトリック方式では計測精度が低下する。
【００１１】
特許文献１記載のアームイン式の血圧計は、オシロメトリック方式であって、空気袋の容量を小さくするために螺旋状の空気袋を巻き取る巻取機構が設けられており、ある程度高精度で血圧値が求められると考えられるが、巻取機構の存在により複雑化、大型化及び製品価格の高騰が避けられない。
【００１２】
また、特許文献２及び３に記載の血圧計も複数のセンサを用いることによりある程度高精度で血圧値を求めることができるが、上述したコロトコフ方式及びオシロメトリック方式の短所を完全に解消することは困難である。
【００１３】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、簡便構成でありながら血圧値を高精度に計測することのできる血圧計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る血圧計は、被測定者の上腕が挿入される筒状のハウジング、及び、前記ハウジング内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋を備える腕帯と、前記空気袋に対して空気を給気する加圧手段と、前記空気袋の内周面に設けられ、前記空気袋によって前記被測定者の上腕が圧迫された状態で、振動を検出するセンサと、前記センサによって計測された信号から所定周波数範囲の音成分を取り出す第１フィルタと、前記センサによって計測された信号から所定周波数範囲の脈波成分を取り出す第２フィルタと、前記第１フィルタを通して得られた音成分に基づいてコロトコフ方式によって血圧値を求める第１演算部と、前記第２フィルタを通して得られた脈波成分に基づいてオシロメトリック方式によって血圧値を求める第２演算部とを有することを特徴とする。
【００１５】
このような血圧計では、簡便構成でありながら血圧値を高精度に計測することができる。ここでいう筒状とは、上腕が挿入可能な孔部を有する形状であればよく、例えばテーブル載置可能な形状も含む。
【００１６】
前記第１演算部及び前記第２演算部によって求められた血圧値の適否を判断する判断部と、前記第１演算部及び前記第２演算部によって求められた血圧値を表示する表示部とを有し、前記判断部は、前記第１演算部によるコロトコフ方式の血圧値が正常であると判断した場合には、前記表示部に前記第１演算部によって求められた血圧値を表示し、それ以外で前記第２演算部によるオシロメトリック方式の血圧値が正常であると判断した場合には、前記表示部に前記第２演算部によって求められた血圧値を表示してもよい。これにより、第１演算部及び第２演算部によって得られる血圧値を補完的に利用できる。
【００１７】
前記センサは、圧電センサであってもよい。
【００１８】
前記第１フィルタの帯域通過周波数は、４０Ｈｚ〜６０Ｈｚを含む周波数であり、前記第２フィルタの帯域通過周波数は、０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚを含むとよい。
【００１９】
本発明に係る血圧計は、被測定者の上腕が挿入される筒状のハウジング、及び、前記ハウジング内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋を備える腕帯と、前記空気袋に対して空気を給気する加圧手段と、前記空気袋の内周面に設けられ、前記空気袋によって前記被測定者の上腕が圧迫された状態で、振動を検出するセンサと、前記センサによって計測された信号から所定周波数範囲の脈波成分を取り出すフィルタと、前記フィルタを通して得られた脈波成分に基づいてオシロメトリック方式によって血圧値を求める演算部とを有することを特徴とする。
【００２０】
このような血圧計ではノイズの影響がない。また、センサは、被測定者の上腕に対して押し付けられることから、空気袋の容量と無関係に脈波の検出がなされる。
【００２１】
前記フィルタの帯域通過周波数は、０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚを含むとよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る血圧計によれば、コロトコフ方式とオシロメトリック方式により血圧値を求めるので、両者の短所を補って高精度な計測が可能になる。センサは、コロトコフ方式による第１演算部とオシロメトリック方式による第２演算部で共用されるので、部品点数が多くならない簡便構成である。センサは、加圧手段によって加圧された状態で被測定者の上腕に押し付けられることにより振動を検出し、さらに第２フィルタによって脈波成分が抽出されることから、空気袋の容量の影響を受けずにオシロメトリック方式を実現できる。空気袋の容量の影響がないことから、空気袋巻取機構が不要であり、腕帯が軽量、簡便構成となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態に係る血圧計の斜視図である。
【図２】第１の実施形態における腕帯の分解斜視図である。
【図３】展開した状態の空気袋の斜視図である。
【図４】展開した状態の空気袋の分解斜視図である。
【図５】第１の実施形態における腕帯における部品の配置を示す一部省略斜視図である。
【図６】第１の実施形態における腕帯の正面図である。
【図７】第１の実施形態における本体のブロック構成図である。
【図８】本実施の形態に係る血圧計によって血圧を計測する様子を示す図である。
【図９】血圧計測の手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態における本体のブロック構成図である。
【図１１】第２の実施形態における腕帯における部品の配置を示す一部省略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る血圧計について第１及び第２の実施形態を挙げ、添付の図１〜図１１を参照しながら説明する。
【００２５】
図１に示すように、第１の実施形態に係る血圧計１０ａは、いわゆるアームイン式であって、被測定者の上腕が挿入される腕帯（カフ又はマンシェットとも呼ばれる。）１２ａと、チューブ１４によって該腕帯１２ａに接続されてテーブル等に載置される本体１６ａとを有する。腕帯１２ａはチューブ１４の長さの範囲内で自由に移動可能であり、被測定者はリラックスした任意の姿勢で血圧を計測することができる。血圧計１０ａは商用交流電源又は電池（二次電池を含む。）によって駆動される。
【００２６】
本体１６ａは、腕帯１２ａに対して空気を給気及び排気する加圧手段１８と、被測定者の血圧を計測する制御部２０と、制御部２０によって求められた血圧を表示する表示部２２と、操作ボタン２４とを有する。加圧手段１８は、加圧ポンプ１８ａ及び排気バルブ１８ｂ及び圧力センサ１８ｃ等から構成される。
【００２７】
図２に示すように、腕帯１２ａは、筒状で硬質のハウジング３０と、ハウジング３０内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋（エアバッグ又はブラダーとも呼ばれる。）３２と、空気袋３２の内周面に設けられる２つのマイクロホン（センサ）３４と、ノイズセンサ３５と、空気袋３２が露呈されないように覆う柔軟な布カバー３６とを有する。布カバー３６は、軸方向及び周方向に伸縮可能なストレッチ素材で形成されている。マイクロホン３４は空気袋３２によって被測定者の上腕が圧迫された状態で振動（コロトコフ音（以下、Ｋ音という。）及び脈波を含む）を検出してその信号を制御部２０に供給する。
【００２８】
マイクロホン３４はセラミック式の圧電センサであって、基本的にはＫ音を検出するためのものであるが、その構造上、体表面に発生する脈波も同時検出可能である。
【００２９】
ノイズセンサ３５は、マイクロホン３４に対して血流以外のノイズ（例えば、周囲の騒音や本体１６ａに触れたときの振動）が検出される場合に、その検出信号をキャンセルすることができ、正確に上腕の測定箇所からＫ音を検出することができる。
【００３０】
ハウジング３０は、持ちやすく且つ上下方向の向きが規定されるように上部にハンドル３８が設けられている。ハウジング３０は、例えば、重さが３５０ｇ程度、外径が１４０ｍｍ程度、内径が１３５ｍｍ程度である。ハウジング３０は軽量であるため、上腕に装着したときに上腕への巻き付け型の腕帯と比較して違和感が少ない。ハウジング３０及びハンドル３８は、樹脂によって構成されている。空気袋３２は、チューブ１４によって加圧手段１８に接続されており、給気及び排気がなされ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫するように環状になっている。空気袋３２は、製造段階でハウジング３０に組み込む前には、図３に示すように展開されている。
【００３１】
以下、腕帯１２ａ及びその構成要素の説明については、上腕が挿入される縦方向をＸ方向、ハウジング３０の周に沿う方向をＹ方向とする。腕帯１２ａで、被測定者が上腕を挿入したとき、肘に近い側をＸ１側、肩に近い側をＸ２側とする。腕帯１２ａについて上腕の挿入方向を理解しやすくするため、例えばＸ１方向側をやや細くしてもよい。
【００３２】
図３及び図４に示すように、空気袋３２は、樹脂シート４０と、３つのスポンジ（クッション材）４２と、４本のＸベルポーレン（補強材）４４ａと、１本のＹベルポーレン４４ｂと、２つのポケット４６とを有する。樹脂シート４０は、例えば幅１２０ｍｍ程度、長さ４２０ｍｍｍ程度の透明なウレタンシートである。スポンジ４２は、例えば１個の重さが０．８ｇ程度の軟質ウレタンフォームである。Ｘベルポーレン４４ａ及びＹベルポーレン４４ｂは、例えば発泡ポリエチレンの薄板である。Ｘベルポーレン４４ａの重さは例えば２ｇ程度、Ｙベルポーレン４４ｂの重さは例えば１０ｇ程度である。
【００３３】
樹脂シート４０は、中央部でＹ方向の屈曲線４８において２つ折りにして周囲が溶着されて袋状となり、空気袋３２のベース体を形成する。樹脂シート４０は、端部に設けられたノズル５０を有する。ノズル５０は、例えばウレタン塩化ビニールであって、チューブ１４に接続される。樹脂シート４０において、内周側となる部分（図４において屈曲線４８よりもＸ１側）を内周面４０ａとし、外周側となる部分（図４において屈曲線４８よりもＸ２側）を外周面４０ｂとする。内周面４０ａの端部には、外周面４０ｂに対して折り返す折り代４０ｃが設けられている。
【００３４】
３つのスポンジ４２は、それぞれＹ方向（幅）が４０ｍｍ程度、Ｘ方向（長さ）が６５ｍｍ程度、高さが２５ｍｍ程度であり、Ｘ１方向に向かって薄くなる傾斜面４２ａを有する。３つのスポンジ４２のうち両脇側２つが設けられている箇所には、その内側にポケット４６が配置され、マイクロホン３４は、スポンジ４２の傾斜面４２ａに配置される。このような配置によれば、スポンジ４２によってマイクロホン３４が上腕に密着しやすくなり、Ｋ音の検出を正確に行うことができる。また、スポンジ４２を設けることにより空気袋３２内のデッドスペースが確保され、初期状態における形状が適切に保たれるとともに、空気袋３２への空気の供給量を少なくできる。
【００３５】
図５に、腕帯１２ａにおけるいくつかの部品を示し、これらの部品の位置関係が理解しやすいように、外側のハウジング３０は仮想線で示し、空気袋３２及び布カバー３６は省略している。ここで、２つのマイクロホン３４は左右対称位置に配置されている。
【００３６】
図６に示すように腕帯１２ａでは、空気袋３２の外周面４０ｂはハウジング３０の内周面（上記の通り内径１３５ｍｍ程度）に固定されており、それ以上外側に広がることはない。空気袋３２の内周面４０ａは、加圧ポンプ１８ａから加圧されることによって内側に向かって移動することになり、空気袋３２としては縮径することになる。空気袋３２は空気が供給されることにより、内径側に向かって適度に加圧膨脹して上腕の周囲を圧迫することができる。この加圧力は圧力センサ１８ｃ（図１参照）の信号に基づいて制御される。
【００３７】
血圧計１０ａの腕帯１２ａでは面ファスナーにより上腕へ腕帯を巻き付ける方式と異なり、上腕に計測帯を巻き付ける必要がなく、該腕帯１２ａに上腕を挿入するだけでよい。一方、上腕の太さは被測定者によって相当に異なることから、上腕を圧迫するための空気袋３２の膨脹量は十分に確保されている。
【００３８】
図７に示すように、制御部２０は血圧計１０ａの全体を統合的に制御する部分であって、ＣＰＵ６０がベースとなって構成されており、Ｋ音用フィルタ（第１フィルタ）６２と、脈波用フィルタ（第２フィルタ）６４と、ノイズセンサ用フィルタ６５と、Ａ／Ｄ変換器６６と、ポンプドライバ６８と、バルブドライバ７０と、記憶部７２とを有する。
【００３９】
マイクロホン３４及びノイズセンサ３５の信号は図示しないアンプを介してＫ音用フィルタ６２、脈波用フィルタ６４及びノイズセンサ用フィルタ６５に入力するとよい。２つのマイクロホン３４の信号の加算機能（図７の加算点）及びノイズセンサ３５及びノイズ検出部７７によるノイズキャンセル機能は、公知の手段によって行われる。
【００４０】
Ｋ音用フィルタ６２は、マイクロホン３４によって計測された信号から可聴周波数の音成分を取り出す帯域通過フィルタで、Ｋ音の取り出しに適するように３０Ｈｚ〜１２０Ｈｚ、より好適には４０〜６０Ｈｚの信号を取り出す。
【００４１】
脈波用フィルタ６４は、マイクロホン３４によって計測された信号から可聴周波数以下の圧力変動である脈波成分を取り出す帯域通過フィルタで、脈波の取り出しに適するように０．３Ｈｚ〜３０Ｈｚ、より好適には０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚの信号を取り出す。Ｋ音用フィルタ６２及び脈波用フィルタ６４の通過周波数は、設計条件によってある程度変更してもよい。
【００４２】
Ｋ音用フィルタ６２及び脈波用フィルタ６４では、最高血圧検出時と最低血圧検出時でカットオフ周波数を変更してもよい。Ｋ音用フィルタ６２及び脈波用フィルタ６４はアナログ回路、デジタル回路及びソフトウェア機能等いずれの手段で実現してもよい。
【００４３】
ノイズセンサ用フィルタ６５は、除去するべきノイズの成分を抽出するようにカットオフ周波数が設定されている。
【００４４】
Ａ／Ｄ変換器６６は、Ｋ音用フィルタ６２、脈波用フィルタ６４及び圧力センサ１８ｃのアナログ信号をデジタル値に変換してＣＰＵ６０に供給する。変換速度等の要求仕様に基づいて、Ａ／Ｄ変換器６６は、Ｋ音用フィルタ６２及び脈波用フィルタ６４の信号用と、圧力センサ１８ｃの信号用に分けてもよい。
【００４５】
ポンプドライバ６８及びバルブドライバ７０は、ＣＰＵ６０の作用下に加圧ポンプ１８ａ及び排気バルブ１８ｂの制御をする。
【００４６】
記憶部７２は、ＣＰＵ６０のプログラム、変数及び血圧計測値等を記憶する部分であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びフラッシュメモリ等を含む。
【００４７】
ＣＰＵ６０は、ソフトウェア処理部として、Ｋ音用フィルタ６２を通して得られた音成分に基づいてコロトコフ方式によって血圧値を求めるコロトコフ部（第１演算部）７４と、脈波用フィルタ６４を通して得られた脈波成分に基づいてオシロメトリック方式によって血圧を求めるオシロメトリック部（第２演算部）７６と、ノイズセンサ用フィルタ６５を通して得られたノイズ成分に基づいて、Ｋ音及び脈波成分からノイズを除去するノイズ検出部７７と、血圧計測の動作手順を規定するシーケンス部７８と、コロトコフ部７４及びオシロメトリック部７６によって求められた血圧値の評価をする結果判断部８０とを有する。
【００４８】
コロトコフ部７４とオシロメトリック部７６は、説明の便宜上２つに分けて示しているが、実際上は機能の一部が重複し、又は見かけ上１つのプログラム部として設けられていてもよい。
【００４９】
コロトコフ方式による血圧の測定を概略的に説明すると、圧力センサ１８ｃの圧力信号を監視しながら動脈の血流がなくなるまで空気袋３２を加圧しておく。次いで、排気バルブ１８ｂを操作して空気袋３２内の圧力を低下させていく。やがて、動脈の血流が再開してＫ音が発生するのをマイクロホン３４及びＫ音用フィルタ６２によって計測し、この時点の圧力を最高血圧として記憶しておく。マイクロホン３４は左右対称位置に設けられていることから計測上腕が右手及び左手のいずれの場合でもＫ音を計測可能である。２つのマイクロホン３４の信号は、例えば加算値として扱うと処理が容易となる。もちろん、個別信号として処理をしてもよい。マイクロホン３４の信号はノイズセンサ３５及びノイズ検出部７７によってノイズをキャンセルして計測精度が向上する。
【００５０】
空気袋３２内の圧力を２ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度でさらに低下させていくと、やがてＫ音は消滅するので、この時点の圧力を最低血圧として記憶する。
【００５１】
オシロメトリック方式による血圧の測定を概略的に説明すると、空気袋３２に対する加圧及び減圧はコロトコフ方式と同様に行い、動脈の血流が再開すると脈波振幅が急激に増大する。この時点の圧力を最高血圧として記憶しておく。空気袋３２内の圧力をさらに低下させていくと、脈波振幅は更に増大していきピークをむかえる。この圧力は平均血圧である。以降、脈波振幅は減少していくがある圧力になると急激に脈波振幅が減少する。この時点の圧力を最低血圧として記憶する。脈波は周波数が低いためノイズの影響を受けにくい。
【００５２】
結果判断部８０は、コロトコフ部７４によって求められた血圧値の適否を判断し、正常であればその値を表示部２２にｍｍＨｇ又はＰａ単位で表示する。表示させる。ここで、正常とは、健康状態のバロメータとしてではなく信号状態の適否であることはもちろんである。コロトコフ部７４による血圧値の適否は、例えば、その値自体や、Ｋ音の音圧レベル、ノイズの大きさ、音の発生間隔（通常発生しうる心拍数との比較）等に基づいて行えばよい。コロトコフ部７４によって求められた血圧値は、例えば文字「Ｋ」を併せて表示してもよい。表示部２２には脈拍、脈圧等の付帯情報を表示させてもよい。
【００５３】
結果判断部８０は、コロトコフ部７４によって求められた血圧値が正常でないときには、オシロメトリック部７６によって求められた血圧値の適否を判断し、正常であれば該血圧値を表示部２２に表示する。オシロメトリック部７６による血圧値の適否は、例えば、脈が弱く、脈波の認識が行えず血圧を決定できない状況となっていないかの判断を行えばよい。オシロメトリック部７６によって求められた血圧値は、例えば文字「Ｏ」を併せて表示してもよい。コロトコフ部７４及びオシロメトリック部７６によって求められたいずれの血圧値も正常でないときには所定のエラー表示をする。
【００５４】
シーケンス部７８は、操作ボタン２４の操作に基づいて各部の動作を制御する。概略的には、操作ボタン２４によって血圧計測の開始操作がなされると、加圧ポンプ１８ａを駆動して圧力センサ１８ｃの信号を監視しながら空気袋３２を所定圧力まで加圧する。このとき、オシロメトリック部７６の作用下に脈波を検出しながら概略の最高血圧を計測し、該最高血圧よりもやや高い圧力になった時点で加圧を終了する自動加圧方式としてもよい。これにより、空気袋３２の加圧力を低減させて計測時間の短縮、エネルギ消費の抑制及び被測定者への負担軽減を図ることができる。自動加圧方式はノイズの影響を考慮するとコロトコフ部７４で行うことは困難であるが、脈波用フィルタ６４を通した脈波信号に基づくオシロメトリック部７６によって適正に行うことができる。
【００５５】
シーケンス部７８は、空気袋３２の加圧終了後、排気バルブ１８ｂを適量だけ開いて空気袋３２を徐々に減圧するとともに、コロトコフ部７４及びオシロメトリック部７６に対してそれぞれ血圧計測の指示を行い、コロトコフ方式及びオシロメトリック方式による血圧計測が並行して行われ、最高血圧、最低血圧の順に求められる。コロトコフ部７４、オシロメトリック部７６による血圧計測がそれぞれ終了し、又は空気袋３２が規定の終了圧力まで低下すると、シーケンス部７８は排気バルブ１８ｂを全開として空気袋３２の圧力を０に戻すとともに、結果判断部８０に対して計測結果の判断及び表示の指示をする。
【００５６】
シーケンス部７８は、操作ボタン２４の操作を監視し、血圧の計測中において所定の中断操作がなされたときには対応する所定の処理を行う。また、所定の操作に基づいて、脈拍値や過去の計測値等の表示制御を行う。シーケンス部７８は、図９に示す手順の制御を行う。
【００５７】
次に、このように構成される血圧計１０ａの作用について説明する。被測定者は図８に示すように腕帯１２ａに上腕を挿入しておく。血圧計１０ａにおいては、腕帯１２ａが本体１６ａと別体構造であることから被測定者は前屈みにならずにリラックスした姿勢で計測が可能になる。しかも腕帯１２ａは加圧ポンプ１８ａや、特許文献１のような空気袋巻取機構等がない小型で軽量構成であることから被測定者の負担にならず、血圧が上がることがなく、正確な血圧を測定することができる。血圧計１０ａは、操作ボタン２４の操作に基づいて制御部２０の作用下に血圧の測定を開始する。制御部２０は、コロトコフ方式及びオシロメトリック方式によって並行的に血圧の測定をする。
【００５８】
先ず、図９のステップＳ１において、加圧ポンプ１８ａの作用下に空気袋３２に空気を給気して膨脹させ、上腕の周囲を圧迫する。
【００５９】
ステップＳ２において、脈波用フィルタ６４及びオシロメトリック部７６の作用下に、空気袋３２に発生する脈波の検出を行う。
【００６０】
ステップＳ３において、脈波の大きさに基づいて加圧の終了判断をする。十分に加圧がなされると動脈の血流がなくなって脈波が急激に小さくなることから加圧を終了する（ステップＳ４）。これによって不必要に強く加圧することがなく、被測定者の個人差に応じて計測時間を短縮できる。脈波が検出されなくなってから、多少の余裕をみてそれよりも所定量だけ加圧を継続するとよい。
【００６１】
ステップＳ５において、空気袋３２の加圧が終了した後、排気バルブ１８ｂを適度に開き、該空気袋３２を徐々に減圧する。安定した計測状態を得るために、空気袋３２は略定速の減圧とする。
【００６２】
ステップＳ６において、コロトコフ部７４はＫ音用フィルタ６２を通過したＫ音の大きさを検出する。
【００６３】
ステップＳ７において、オシロメトリック部７６は脈波用フィルタ６４を通過した脈波の大きさを検出する。
【００６４】
ステップＳ８において、コロトコフ部７４及びオシロメトリック部７６は、Ｋ音及び脈波が発生したことに基づいて、それぞれ最高血圧値を仮に決定する。Ｋ音及び脈波がそれぞれ発生しないときにはステップＳ４へ戻る。
【００６５】
ステップＳ９において、コロトコフ部７４及びオシロメトリック部７６は、Ｋ音及び脈波が発生している状態から消滅することに基づいて、それぞれ最低血圧値を仮に決定する。Ｋ音及び脈波がそれぞれ消滅しないときにはステップＳ４へ戻る。
【００６６】
ステップＳ１０において、コロトコフ部７４及び結果判断部８０がステップＳ８及びＳ９で仮に求められたコロトコフ方式（図９中、Ｋ音法と記す。）による最高血圧値及び最低血圧値の適否を上記の通り判断する。コロトコフ方式による最高血圧値及び最低血圧値がそれぞれ正常であるときにはステップＳ１１へ移り、異常があるときにはステップＳ１２へ移る。
【００６７】
ステップＳ１１においては、コロトコフ方式による最高血圧値及び最低血圧値を表示用の血圧値として決定し、所定の表示準備処理（例えば、各血圧値及び文字「Ｋ」の表示をするためのパラメータ設定）をする。
【００６８】
一方、ステップＳ１２においては、オシロメトリック部７６及び結果判断部８０がステップＳ８及びＳ９で仮に求められたオシロメトリック方式（図９中、ＯＳＣ法と記す。）による最高血圧値及び最低血圧値の適否を上記の通り判断する。オシロメトリック方式による最高血圧値及び最低血圧値がそれぞれ正常であるときにはステップＳ１３へ移り、異常があるときにはステップＳ１６へ移る。
【００６９】
ステップＳ１３においては、オシロメトリック方式による最高血圧値及び最低血圧値を表示用の血圧値として決定し、所定の表示準備処理（例えば、各血圧値及び文字「Ｏ」の表示をするためのパラメータ設定）をする。
【００７０】
ステップＳ１１及びＳ１３の後、ステップＳ１４においては、排気バルブ１８ｂを全開として空気袋３２を高速で減圧する。
【００７１】
ステップＳ１５においては、ステップＳ１１又はＳ１３で決定された最高血圧値及び最低血圧値を表示部２２に表示する。
【００７２】
他方、ステップＳ１２で異常と判断されたときには、ステップＳ１６において空気袋３２の排気処理をした後、ステップＳ１７において所定のエラー表示をする。
【００７３】
上述したように、本実施の形態に係る血圧計１０ａでは、コロトコフ方式とオシロメトリック方式により血圧値を求めるので、両者の短所を補って高精度な計測が可能になる。マイクロホン３４はコロトコフ部７４とオシロメトリック部７６で共用されるので、部品点数が多くならない簡便構成である。マイクロホン３４は、加圧ポンプ１８ａによって加圧された状態で被測定者の上腕に押し付けられることにより振動を検出し、さらに脈波用フィルタ６４によって脈波成分が抽出されることから、空気袋３２の容量の影響を受けずにオシロメトリック方式を実現できる。空気袋３２の容量の影響がないことから、空気袋３２の巻取機構が不要であり、腕帯が軽量、簡便構成となる。
【００７４】
また、結果判断部８０により、コロトコフ部７４及びオシロメトリック部７６によって得られる血圧値を補完的に利用できる。
【００７５】
さらに、加圧手段１８、制御部２０及び表示部２２は、チューブ１４を介してハウジング３０とは別体に設けられた本体１６ａに設けられている。従って、被測定者は本体１６ａの位置に拘束されない自由な姿勢で血圧の計測ができ、計測精度が向上するとともに、腕帯１２ａは軽量且つコンパクトとなって扱いが容易である。また、面ファスナー式のように上腕に巻き付ける必要がなく、上腕を挿入するだけでよい。腕帯１２ａは本体１６ａが置かれたテーブルとは離れているため、該テーブルの振動の影響がなく計測精度が向上する。
【００７６】
従来のテーブル載置型のアームイン式血圧計は、上腕を挿入したときに腕帯部に体重をかけてしまうことを考慮するために高強度構成とする必要があるが、血圧計１０ａでは腕帯１２ａに対して体重がかかることがなく、該腕帯１２ａを無駄に高強度にする必要はない。
【００７７】
また、オシロメトリック方式の血圧計は、空気袋の巻取機構を設けるためにさらに高強度構成とする必要があるが、血圧計１０ａでは巻取機構も不要であって該腕帯１２ａを簡便に構成できる。
【００７８】
次に、第２の実施形態に係る血圧計１０ｂについて説明する。血圧計１０ｂについて、血圧計１０ａと同じ部分については同符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７９】
図１０に示すように、血圧計１０ｂは、腕帯１２ｂ、チューブ１４及び本体１６ｂを有する。本体１６ｂは、本体１６ａ（図７参照）からＫ音用フィルタ６２及びコロトコフ部７４を省略した構成である。
【００８０】
図１０及び図１１に示すように、腕帯１２ｂは１つのセンサ８２を有する。センサ８２は加圧手段１８によって加圧された状態で、被測定者の上腕に押し付けられて、動脈の脈波を検出するためのものであり、前記のマイクロホン３４と同じでもよい。センサ８２は、例えば、上腕の上面部に当接する位置における、スポンジ４２の傾斜面４２ａに設けると、上腕に対して押し付けられやすい。図１１は図５に準じて、外側のハウジング３０は仮想線で示し、空気袋３２及び布カバー３６は省略している。
【００８１】
このような血圧計１０ｂによれば、基本的にはオシロメトリック方式であることからノイズの影響なく血圧の計測をすることができる。センサ８２は、被測定者の上腕に対して押し付けられることから、空気袋３２の容量と無関係に脈波の検出がなされる。従って、特許文献１のような空気袋の巻取機構が不要であり、腕帯１２ｂは小型、軽量である。血圧計１０ｂはコロトコフ方式にも転用可能である。
【００８２】
本発明に係る血圧計は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００８３】
１０ａ、１０ｂ…血圧計 １２ａ、１２ｂ…腕帯
１４…チューブ １６ａ、１６ｂ…本体
１８…加圧手段 １８ａ…加圧ポンプ
１８ｂ…排気バルブ １８ｃ…圧力センサ
２０…制御部 ３０…ハウジング
３２…空気袋 ３４…マイクロホン（センサ）
４２…スポンジ ６２…Ｋ音用フィルタ（第１フィルタ）
６４…脈波用フィルタ（第２フィルタ） ７４…コロトコフ部（第１演算部）
７６…オシロメトリック部（第２演算部） ８２…センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状のハウジングと、ハウジング内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋と、空気袋に対して空気を給気及び排気する加圧手段とを有する血圧計に関する。
【背景技術】
【０００２】
健康管理のため日常的に血圧を計測することができるように、家庭用の血圧計が普及しつつある。家庭用の血圧計は、血圧を正確に計測するだけではなく、操作方法が簡単で、廉価且つコンパクトであることが望ましい。
【０００３】
アームイン式の血圧計（例えば、特許文献１）では、上腕を挿入して所定のボタン操作をするだけで自動的に血圧を計測することができることから家庭用に好適である。
【０００４】
血圧計における血圧計測方法には主にコロトコフ方式とオシロメトリック方式がある。コロトコフ方式では空気袋にコロトコフ音（以下、Ｋ音ともいう。）を検出するセンサを設け、空気袋の圧力状態とＫ音の発生及び消滅に基づいて血圧値（最高血圧及び最低血圧）を求める。コロトコフ方式は、血圧値を高い精度で求めることができるとともにセンサを上腕に密着させてＫ音を検出することから空気袋の容量の影響がないという特徴があるが、反面、周囲の騒音及び振動の影響を受ける。
【０００５】
オシロメトリック方式は、空気袋の圧力状態と該空気袋の振動脈波の変動状態に基づいて血圧値を求める。オシロメトリック方式では、センサの位置は空気袋に連通している箇所ならどこにでも配置可能であるとともに周囲の騒音や振動の影響が少ないという特徴があるが、反面、空気袋の容量が大きいと圧力変動が生じにくく、計測誤差が大きくなる。すなわち、コロトコフ方式及びオシロメトリック方式はそれぞれ長所と短所を有している。
【０００６】
特許文献２に記載の血圧計は、オシロメトリック方式の血圧計であって、カフの下流側で発生するＫ音以外にもカフの上流側で発生する脈音を検出するため、複数のマイクロホンの信号をそれぞれ帯域フィルタを通して制御部に供給することが開示されている。
【０００７】
特許文献３に記載の血圧計は、コロトコフ方式とオシロメトリック方式の両方を併用するものであって、Ｋ音を検出するマイクロホンの信号を帯域通過フィルタを通して制御部に供給するとともに、空気袋の脈波振動を検出する圧力センサの信号を制御部に供給することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４１８６８３９号公報
【特許文献２】実公平６−１４７２１号公報
【特許文献３】特許第２５５１６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
アームイン式の血圧計（すなわち、血圧を測定するために空気袋を上腕に巻き付ける必要のない方式）では、太い上腕に対しても計測可能であるように筒状のハウジングは適度に大径に設定されている。一方、細い上腕に対しても計測が可能であるように内部の空気袋は内径側に向かって十分に膨脹可能な構成となっている。
【００１０】
ところが、このように十分な膨脹を可能にするためには、空気袋の容量を大きくする必要があり、オシロメトリック方式では計測精度が低下する。
【００１１】
特許文献１記載のアームイン式の血圧計は、オシロメトリック方式であって、空気袋の容量を小さくするために螺旋状の空気袋を巻き取る巻取機構が設けられており、ある程度高精度で血圧値が求められると考えられるが、巻取機構の存在により複雑化、大型化及び製品価格の高騰が避けられない。
【００１２】
また、特許文献２及び３に記載の血圧計も複数のセンサを用いることによりある程度高精度で血圧値を求めることができるが、上述したコロトコフ方式及びオシロメトリック方式の短所を完全に解消することは困難である。
【００１３】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、簡便構成でありながら血圧値を高精度に計測することのできる血圧計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る血圧計は、被測定者の上腕が挿入される筒状のハウジング、及び、前記ハウジング内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋を備える腕帯と、前記空気袋に対して空気を給気する加圧手段と、前記空気袋の内周面に設けられ、前記空気袋によって前記被測定者の上腕が圧迫された状態で、振動を検出するセンサと、前記センサによって計測された信号から所定周波数範囲の音成分を取り出す第１フィルタと、前記センサによって計測された信号から所定周波数範囲の脈波成分を取り出す第２フィルタと、前記第１フィルタを通して得られた音成分に基づいてコロトコフ方式によって血圧値を求める第１演算部と、前記第２フィルタを通して得られた脈波成分に基づいてオシロメトリック方式によって血圧値を求める第２演算部とを有することを特徴とする。
【００１５】
このような血圧計では、簡便構成でありながら血圧値を高精度に計測することができる。ここでいう筒状とは、上腕が挿入可能な孔部を有する形状であればよく、例えばテーブル載置可能な形状も含む。
【００１６】
前記第１演算部及び前記第２演算部によって求められた血圧値の適否を判断する判断部と、前記第１演算部及び前記第２演算部によって求められた血圧値を表示する表示部とを有し、前記判断部は、前記第１演算部によるコロトコフ方式の血圧値が正常であると判断した場合には、前記表示部に前記第１演算部によって求められた血圧値を表示し、それ以外で前記第２演算部によるオシロメトリック方式の血圧値が正常であると判断した場合には、前記表示部に前記第２演算部によって求められた血圧値を表示してもよい。これにより、第１演算部及び第２演算部によって得られる血圧値を補完的に利用できる。
【００１７】
前記センサは、圧電センサであってもよい。
【００１８】
前記第１フィルタの帯域通過周波数は、４０Ｈｚ〜６０Ｈｚを含む周波数であり、前記第２フィルタの帯域通過周波数は、０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚを含むとよい。
【００１９】
本発明に係る血圧計は、被測定者の上腕が挿入される筒状のハウジング、及び、前記ハウジング内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋を備える腕帯と、前記空気袋に対して空気を給気する加圧手段と、前記空気袋の内周面に設けられ、前記空気袋によって前記被測定者の上腕が圧迫された状態で、振動を検出するセンサと、前記センサによって計測された信号から所定周波数範囲の脈波成分を取り出すフィルタと、前記フィルタを通して得られた脈波成分に基づいてオシロメトリック方式によって血圧値を求める演算部とを有することを特徴とする。
【００２０】
このような血圧計ではノイズの影響がない。また、センサは、被測定者の上腕に対して押し付けられることから、空気袋の容量と無関係に脈波の検出がなされる。
【００２１】
前記フィルタの帯域通過周波数は、０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚを含むとよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る血圧計によれば、コロトコフ方式とオシロメトリック方式により血圧値を求めるので、両者の短所を補って高精度な計測が可能になる。センサは、コロトコフ方式による第１演算部とオシロメトリック方式による第２演算部で共用されるので、部品点数が多くならない簡便構成である。センサは、加圧手段によって加圧された状態で被測定者の上腕に押し付けられることにより振動を検出し、さらに第２フィルタによって脈波成分が抽出されることから、空気袋の容量の影響を受けずにオシロメトリック方式を実現できる。空気袋の容量の影響がないことから、空気袋巻取機構が不要であり、腕帯が軽量、簡便構成となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態に係る血圧計の斜視図である。
【図２】第１の実施形態における腕帯の分解斜視図である。
【図３】展開した状態の空気袋の斜視図である。
【図４】展開した状態の空気袋の分解斜視図である。
【図５】第１の実施形態における腕帯における部品の配置を示す一部省略斜視図である。
【図６】第１の実施形態における腕帯の正面図である。
【図７】第１の実施形態における本体のブロック構成図である。
【図８】本実施の形態に係る血圧計によって血圧を計測する様子を示す図である。
【図９】血圧計測の手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態における本体のブロック構成図である。
【図１１】第２の実施形態における腕帯における部品の配置を示す一部省略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る血圧計について第１及び第２の実施形態を挙げ、添付の図１〜図１１を参照しながら説明する。
【００２５】
図１に示すように、第１の実施形態に係る血圧計１０ａは、いわゆるアームイン式であって、被測定者の上腕が挿入される腕帯（カフ又はマンシェットとも呼ばれる。）１２ａと、チューブ１４によって該腕帯１２ａに接続されてテーブル等に載置される本体１６ａとを有する。腕帯１２ａはチューブ１４の長さの範囲内で自由に移動可能であり、被測定者はリラックスした任意の姿勢で血圧を計測することができる。血圧計１０ａは商用交流電源又は電池（二次電池を含む。）によって駆動される。
【００２６】
本体１６ａは、腕帯１２ａに対して空気を給気及び排気する加圧手段１８と、被測定者の血圧を計測する制御部２０と、制御部２０によって求められた血圧を表示する表示部２２と、操作ボタン２４とを有する。加圧手段１８は、加圧ポンプ１８ａ及び排気バルブ１８ｂ及び圧力センサ１８ｃ等から構成される。
【００２７】
図２に示すように、腕帯１２ａは、筒状で硬質のハウジング３０と、ハウジング３０内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋（エアバッグ又はブラダーとも呼ばれる。）３２と、空気袋３２の内周面に設けられる２つのマイクロホン（センサ）３４と、ノイズセンサ３５と、空気袋３２が露呈されないように覆う柔軟な布カバー３６とを有する。布カバー３６は、軸方向及び周方向に伸縮可能なストレッチ素材で形成されている。マイクロホン３４は空気袋３２によって被測定者の上腕が圧迫された状態で振動（コロトコフ音（以下、Ｋ音という。）及び脈波を含む）を検出してその信号を制御部２０に供給する。
【００２８】
マイクロホン３４はセラミック式の圧電センサであって、基本的にはＫ音を検出するためのものであるが、その構造上、体表面に発生する脈波も同時検出可能である。
【００２９】
ノイズセンサ３５は、マイクロホン３４に対して血流以外のノイズ（例えば、周囲の騒音や本体１６ａに触れたときの振動）が検出される場合に、その検出信号をキャンセルすることができ、正確に上腕の測定箇所からＫ音を検出することができる。
【００３０】
ハウジング３０は、持ちやすく且つ上下方向の向きが規定されるように上部にハンドル３８が設けられている。ハウジング３０は、例えば、重さが３５０ｇ程度、外径が１４０ｍｍ程度、内径が１３５ｍｍ程度である。ハウジング３０は軽量であるため、上腕に装着したときに上腕への巻き付け型の腕帯と比較して違和感が少ない。ハウジング３０及びハンドル３８は、樹脂によって構成されている。空気袋３２は、チューブ１４によって加圧手段１８に接続されており、給気及び排気がなされ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫するように環状になっている。空気袋３２は、製造段階でハウジング３０に組み込む前には、図３に示すように展開されている。
【００３１】
以下、腕帯１２ａ及びその構成要素の説明については、上腕が挿入される縦方向をＸ方向、ハウジング３０の周に沿う方向をＹ方向とする。腕帯１２ａで、被測定者が上腕を挿入したとき、肘に近い側をＸ１側、肩に近い側をＸ２側とする。腕帯１２ａについて上腕の挿入方向を理解しやすくするため、例えばＸ１方向側をやや細くしてもよい。
【００３２】
図３及び図４に示すように、空気袋３２は、樹脂シート４０と、３つのスポンジ（クッション材）４２と、４本のＸベルポーレン（補強材）４４ａと、１本のＹベルポーレン４４ｂと、２つのポケット４６とを有する。樹脂シート４０は、例えば幅１２０ｍｍ程度、長さ４２０ｍｍｍ程度の透明なウレタンシートである。スポンジ４２は、例えば１個の重さが０．８ｇ程度の軟質ウレタンフォームである。Ｘベルポーレン４４ａ及びＹベルポーレン４４ｂは、例えば発泡ポリエチレンの薄板である。Ｘベルポーレン４４ａの重さは例えば２ｇ程度、Ｙベルポーレン４４ｂの重さは例えば１０ｇ程度である。
【００３３】
樹脂シート４０は、中央部でＹ方向の屈曲線４８において２つ折りにして周囲が溶着されて袋状となり、空気袋３２のベース体を形成する。樹脂シート４０は、端部に設けられたノズル５０を有する。ノズル５０は、例えばウレタン塩化ビニールであって、チューブ１４に接続される。樹脂シート４０において、内周側となる部分（図４において屈曲線４８よりもＸ１側）を内周面４０ａとし、外周側となる部分（図４において屈曲線４８よりもＸ２側）を外周面４０ｂとする。内周面４０ａの端部には、外周面４０ｂに対して折り返す折り代４０ｃが設けられている。
【００３４】
３つのスポンジ４２は、それぞれＹ方向（幅）が４０ｍｍ程度、Ｘ方向（長さ）が６５ｍｍ程度、高さが２５ｍｍ程度であり、Ｘ１方向に向かって薄くなる傾斜面４２ａを有する。３つのスポンジ４２のうち両脇側２つが設けられている箇所には、その内側にポケット４６が配置され、マイクロホン３４は、スポンジ４２の傾斜面４２ａに配置される。このような配置によれば、スポンジ４２によってマイクロホン３４が上腕に密着しやすくなり、Ｋ音の検出を正確に行うことができる。また、スポンジ４２を設けることにより空気袋３２内のデッドスペースが確保され、初期状態における形状が適切に保たれるとともに、空気袋３２への空気の供給量を少なくできる。
【００３５】
図５に、腕帯１２ａにおけるいくつかの部品を示し、これらの部品の位置関係が理解しやすいように、外側のハウジング３０は仮想線で示し、空気袋３２及び布カバー３６は省略している。ここで、２つのマイクロホン３４は左右対称位置に配置されている。
【００３６】
図６に示すように腕帯１２ａでは、空気袋３２の外周面４０ｂはハウジング３０の内周面（上記の通り内径１３５ｍｍ程度）に固定されており、それ以上外側に広がることはない。空気袋３２の内周面４０ａは、加圧ポンプ１８ａから加圧されることによって内側に向かって移動することになり、空気袋３２としては縮径することになる。空気袋３２は空気が供給されることにより、内径側に向かって適度に加圧膨脹して上腕の周囲を圧迫することができる。この加圧力は圧力センサ１８ｃ（図１参照）の信号に基づいて制御される。
【００３７】
血圧計１０ａの腕帯１２ａでは面ファスナーにより上腕へ腕帯を巻き付ける方式と異なり、上腕に計測帯を巻き付ける必要がなく、該腕帯１２ａに上腕を挿入するだけでよい。一方、上腕の太さは被測定者によって相当に異なることから、上腕を圧迫するための空気袋３２の膨脹量は十分に確保されている。
【００３８】
図７に示すように、制御部２０は血圧計１０ａの全体を統合的に制御する部分であって、ＣＰＵ６０がベースとなって構成されており、Ｋ音用フィルタ（第１フィルタ）６２と、脈波用フィルタ（第２フィルタ）６４と、ノイズセンサ用フィルタ６５と、Ａ／Ｄ変換器６６と、ポンプドライバ６８と、バルブドライバ７０と、記憶部７２とを有する。
【００３９】
マイクロホン３４及びノイズセンサ３５の信号は図示しないアンプを介してＫ音用フィルタ６２、脈波用フィルタ６４及びノイズセンサ用フィルタ６５に入力するとよい。２つのマイクロホン３４の信号の加算機能（図７の加算点）及びノイズセンサ３５及びノイズ検出部７７によるノイズキャンセル機能は、公知の手段によって行われる。
【００４０】
Ｋ音用フィルタ６２は、マイクロホン３４によって計測された信号から可聴周波数の音成分を取り出す帯域通過フィルタで、Ｋ音の取り出しに適するように３０Ｈｚ〜１２０Ｈｚ、より好適には４０〜６０Ｈｚの信号を取り出す。
【００４１】
脈波用フィルタ６４は、マイクロホン３４によって計測された信号から可聴周波数以下の圧力変動である脈波成分を取り出す帯域通過フィルタで、脈波の取り出しに適するように０．３Ｈｚ〜３０Ｈｚ、より好適には０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚの信号を取り出す。Ｋ音用フィルタ６２及び脈波用フィルタ６４の通過周波数は、設計条件によってある程度変更してもよい。
【００４２】
Ｋ音用フィルタ６２及び脈波用フィルタ６４では、最高血圧検出時と最低血圧検出時でカットオフ周波数を変更してもよい。Ｋ音用フィルタ６２及び脈波用フィルタ６４はアナログ回路、デジタル回路及びソフトウェア機能等いずれの手段で実現してもよい。
【００４３】
ノイズセンサ用フィルタ６５は、除去するべきノイズの成分を抽出するようにカットオフ周波数が設定されている。
【００４４】
Ａ／Ｄ変換器６６は、Ｋ音用フィルタ６２、脈波用フィルタ６４及び圧力センサ１８ｃのアナログ信号をデジタル値に変換してＣＰＵ６０に供給する。変換速度等の要求仕様に基づいて、Ａ／Ｄ変換器６６は、Ｋ音用フィルタ６２及び脈波用フィルタ６４の信号用と、圧力センサ１８ｃの信号用に分けてもよい。
【００４５】
ポンプドライバ６８及びバルブドライバ７０は、ＣＰＵ６０の作用下に加圧ポンプ１８ａ及び排気バルブ１８ｂの制御をする。
【００４６】
記憶部７２は、ＣＰＵ６０のプログラム、変数及び血圧計測値等を記憶する部分であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びフラッシュメモリ等を含む。
【００４７】
ＣＰＵ６０は、ソフトウェア処理部として、Ｋ音用フィルタ６２を通して得られた音成分に基づいてコロトコフ方式によって血圧値を求めるコロトコフ部（第１演算部）７４と、脈波用フィルタ６４を通して得られた脈波成分に基づいてオシロメトリック方式によって血圧を求めるオシロメトリック部（第２演算部）７６と、ノイズセンサ用フィルタ６５を通して得られたノイズ成分に基づいて、Ｋ音及び脈波成分からノイズを除去するノイズ検出部７７と、血圧計測の動作手順を規定するシーケンス部７８と、コロトコフ部７４及びオシロメトリック部７６によって求められた血圧値の評価をする結果判断部８０とを有する。
【００４８】
コロトコフ部７４とオシロメトリック部７６は、説明の便宜上２つに分けて示しているが、実際上は機能の一部が重複し、又は見かけ上１つのプログラム部として設けられていてもよい。
【００４９】
コロトコフ方式による血圧の測定を概略的に説明すると、圧力センサ１８ｃの圧力信号を監視しながら動脈の血流がなくなるまで空気袋３２を加圧しておく。次いで、排気バルブ１８ｂを操作して空気袋３２内の圧力を低下させていく。やがて、動脈の血流が再開してＫ音が発生するのをマイクロホン３４及びＫ音用フィルタ６２によって計測し、この時点の圧力を最高血圧として記憶しておく。マイクロホン３４は左右対称位置に設けられていることから計測上腕が右手及び左手のいずれの場合でもＫ音を計測可能である。２つのマイクロホン３４の信号は、例えば加算値として扱うと処理が容易となる。もちろん、個別信号として処理をしてもよい。マイクロホン３４の信号はノイズセンサ３５及びノイズ検出部７７によってノイズをキャンセルして計測精度が向上する。
【００５０】
空気袋３２内の圧力を２ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度でさらに低下させていくと、やがてＫ音は消滅するので、この時点の圧力を最低血圧として記憶する。
【００５１】
オシロメトリック方式による血圧の測定を概略的に説明すると、空気袋３２に対する加圧及び減圧はコロトコフ方式と同様に行い、動脈の血流が再開すると脈波振幅が急激に増大する。この時点の圧力を最高血圧として記憶しておく。空気袋３２内の圧力をさらに低下させていくと、脈波振幅は更に増大していきピークをむかえる。この圧力は平均血圧である。以降、脈波振幅は減少していくがある圧力になると急激に脈波振幅が減少する。この時点の圧力を最低血圧として記憶する。脈波は周波数が低いためノイズの影響を受けにくい。
【００５２】
結果判断部８０は、コロトコフ部７４によって求められた血圧値の適否を判断し、正常であればその値を表示部２２にｍｍＨｇ又はＰａ単位で表示する。表示させる。ここで、正常とは、健康状態のバロメータとしてではなく信号状態の適否であることはもちろんである。コロトコフ部７４による血圧値の適否は、例えば、その値自体や、Ｋ音の音圧レベル、ノイズの大きさ、音の発生間隔（通常発生しうる心拍数との比較）等に基づいて行えばよい。コロトコフ部７４によって求められた血圧値は、例えば文字「Ｋ」を併せて表示してもよい。表示部２２には脈拍、脈圧等の付帯情報を表示させてもよい。
【００５３】
結果判断部８０は、コロトコフ部７４によって求められた血圧値が正常でないときには、オシロメトリック部７６によって求められた血圧値の適否を判断し、正常であれば該血圧値を表示部２２に表示する。オシロメトリック部７６による血圧値の適否は、例えば、脈が弱く、脈波の認識が行えず血圧を決定できない状況となっていないかの判断を行えばよい。オシロメトリック部７６によって求められた血圧値は、例えば文字「Ｏ」を併せて表示してもよい。コロトコフ部７４及びオシロメトリック部７６によって求められたいずれの血圧値も正常でないときには所定のエラー表示をする。
【００５４】
シーケンス部７８は、操作ボタン２４の操作に基づいて各部の動作を制御する。概略的には、操作ボタン２４によって血圧計測の開始操作がなされると、加圧ポンプ１８ａを駆動して圧力センサ１８ｃの信号を監視しながら空気袋３２を所定圧力まで加圧する。このとき、オシロメトリック部７６の作用下に脈波を検出しながら概略の最高血圧を計測し、該最高血圧よりもやや高い圧力になった時点で加圧を終了する自動加圧方式としてもよい。これにより、空気袋３２の加圧力を低減させて計測時間の短縮、エネルギ消費の抑制及び被測定者への負担軽減を図ることができる。自動加圧方式はノイズの影響を考慮するとコロトコフ部７４で行うことは困難であるが、脈波用フィルタ６４を通した脈波信号に基づくオシロメトリック部７６によって適正に行うことができる。
【００５５】
シーケンス部７８は、空気袋３２の加圧終了後、排気バルブ１８ｂを適量だけ開いて空気袋３２を徐々に減圧するとともに、コロトコフ部７４及びオシロメトリック部７６に対してそれぞれ血圧計測の指示を行い、コロトコフ方式及びオシロメトリック方式による血圧計測が並行して行われ、最高血圧、最低血圧の順に求められる。コロトコフ部７４、オシロメトリック部７６による血圧計測がそれぞれ終了し、又は空気袋３２が規定の終了圧力まで低下すると、シーケンス部７８は排気バルブ１８ｂを全開として空気袋３２の圧力を０に戻すとともに、結果判断部８０に対して計測結果の判断及び表示の指示をする。
【００５６】
シーケンス部７８は、操作ボタン２４の操作を監視し、血圧の計測中において所定の中断操作がなされたときには対応する所定の処理を行う。また、所定の操作に基づいて、脈拍値や過去の計測値等の表示制御を行う。シーケンス部７８は、図９に示す手順の制御を行う。
【００５７】
次に、このように構成される血圧計１０ａの作用について説明する。被測定者は図８に示すように腕帯１２ａに上腕を挿入しておく。血圧計１０ａにおいては、腕帯１２ａが本体１６ａと別体構造であることから被測定者は前屈みにならずにリラックスした姿勢で計測が可能になる。しかも腕帯１２ａは加圧ポンプ１８ａや、特許文献１のような空気袋巻取機構等がない小型で軽量構成であることから被測定者の負担にならず、血圧が上がることがなく、正確な血圧を測定することができる。血圧計１０ａは、操作ボタン２４の操作に基づいて制御部２０の作用下に血圧の測定を開始する。制御部２０は、コロトコフ方式及びオシロメトリック方式によって並行的に血圧の測定をする。
【００５８】
先ず、図９のステップＳ１において、加圧ポンプ１８ａの作用下に空気袋３２に空気を給気して膨脹させ、上腕の周囲を圧迫する。
【００５９】
ステップＳ２において、脈波用フィルタ６４及びオシロメトリック部７６の作用下に、空気袋３２に発生する脈波の検出を行う。
【００６０】
ステップＳ３において、脈波の大きさに基づいて加圧の終了判断をする。十分に加圧がなされると動脈の血流がなくなって脈波が急激に小さくなることから加圧を終了する（ステップＳ４）。これによって不必要に強く加圧することがなく、被測定者の個人差に応じて計測時間を短縮できる。脈波が検出されなくなってから、多少の余裕をみてそれよりも所定量だけ加圧を継続するとよい。
【００６１】
ステップＳ５において、空気袋３２の加圧が終了した後、排気バルブ１８ｂを適度に開き、該空気袋３２を徐々に減圧する。安定した計測状態を得るために、空気袋３２は略定速の減圧とする。
【００６２】
ステップＳ６において、コロトコフ部７４はＫ音用フィルタ６２を通過したＫ音の大きさを検出する。
【００６３】
ステップＳ７において、オシロメトリック部７６は脈波用フィルタ６４を通過した脈波の大きさを検出する。
【００６４】
ステップＳ８において、コロトコフ部７４及びオシロメトリック部７６は、Ｋ音及び脈波が発生したことに基づいて、それぞれ最高血圧値を仮に決定する。Ｋ音及び脈波がそれぞれ発生しないときにはステップＳ４へ戻る。
【００６５】
ステップＳ９において、コロトコフ部７４及びオシロメトリック部７６は、Ｋ音及び脈波が発生している状態から消滅することに基づいて、それぞれ最低血圧値を仮に決定する。Ｋ音及び脈波がそれぞれ消滅しないときにはステップＳ４へ戻る。
【００６６】
ステップＳ１０において、コロトコフ部７４及び結果判断部８０がステップＳ８及びＳ９で仮に求められたコロトコフ方式（図９中、Ｋ音法と記す。）による最高血圧値及び最低血圧値の適否を上記の通り判断する。コロトコフ方式による最高血圧値及び最低血圧値がそれぞれ正常であるときにはステップＳ１１へ移り、異常があるときにはステップＳ１２へ移る。
【００６７】
ステップＳ１１においては、コロトコフ方式による最高血圧値及び最低血圧値を表示用の血圧値として決定し、所定の表示準備処理（例えば、各血圧値及び文字「Ｋ」の表示をするためのパラメータ設定）をする。
【００６８】
一方、ステップＳ１２においては、オシロメトリック部７６及び結果判断部８０がステップＳ８及びＳ９で仮に求められたオシロメトリック方式（図９中、ＯＳＣ法と記す。）による最高血圧値及び最低血圧値の適否を上記の通り判断する。オシロメトリック方式による最高血圧値及び最低血圧値がそれぞれ正常であるときにはステップＳ１３へ移り、異常があるときにはステップＳ１６へ移る。
【００６９】
ステップＳ１３においては、オシロメトリック方式による最高血圧値及び最低血圧値を表示用の血圧値として決定し、所定の表示準備処理（例えば、各血圧値及び文字「Ｏ」の表示をするためのパラメータ設定）をする。
【００７０】
ステップＳ１１及びＳ１３の後、ステップＳ１４においては、排気バルブ１８ｂを全開として空気袋３２を高速で減圧する。
【００７１】
ステップＳ１５においては、ステップＳ１１又はＳ１３で決定された最高血圧値及び最低血圧値を表示部２２に表示する。
【００７２】
他方、ステップＳ１２で異常と判断されたときには、ステップＳ１６において空気袋３２の排気処理をした後、ステップＳ１７において所定のエラー表示をする。
【００７３】
上述したように、本実施の形態に係る血圧計１０ａでは、コロトコフ方式とオシロメトリック方式により血圧値を求めるので、両者の短所を補って高精度な計測が可能になる。マイクロホン３４はコロトコフ部７４とオシロメトリック部７６で共用されるので、部品点数が多くならない簡便構成である。マイクロホン３４は、加圧ポンプ１８ａによって加圧された状態で被測定者の上腕に押し付けられることにより振動を検出し、さらに脈波用フィルタ６４によって脈波成分が抽出されることから、空気袋３２の容量の影響を受けずにオシロメトリック方式を実現できる。空気袋３２の容量の影響がないことから、空気袋３２の巻取機構が不要であり、腕帯が軽量、簡便構成となる。
【００７４】
また、結果判断部８０により、コロトコフ部７４及びオシロメトリック部７６によって得られる血圧値を補完的に利用できる。
【００７５】
さらに、加圧手段１８、制御部２０及び表示部２２は、チューブ１４を介してハウジング３０とは別体に設けられた本体１６ａに設けられている。従って、被測定者は本体１６ａの位置に拘束されない自由な姿勢で血圧の計測ができ、計測精度が向上するとともに、腕帯１２ａは軽量且つコンパクトとなって扱いが容易である。また、面ファスナー式のように上腕に巻き付ける必要がなく、上腕を挿入するだけでよい。腕帯１２ａは本体１６ａが置かれたテーブルとは離れているため、該テーブルの振動の影響がなく計測精度が向上する。
【００７６】
従来のテーブル載置型のアームイン式血圧計は、上腕を挿入したときに腕帯部に体重をかけてしまうことを考慮するために高強度構成とする必要があるが、血圧計１０ａでは腕帯１２ａに対して体重がかかることがなく、該腕帯１２ａを無駄に高強度にする必要はない。
【００７７】
また、オシロメトリック方式の血圧計は、空気袋の巻取機構を設けるためにさらに高強度構成とする必要があるが、血圧計１０ａでは巻取機構も不要であって該腕帯１２ａを簡便に構成できる。
【００７８】
次に、第２の実施形態に係る血圧計１０ｂについて説明する。血圧計１０ｂについて、血圧計１０ａと同じ部分については同符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７９】
図１０に示すように、血圧計１０ｂは、腕帯１２ｂ、チューブ１４及び本体１６ｂを有する。本体１６ｂは、本体１６ａ（図７参照）からＫ音用フィルタ６２及びコロトコフ部７４を省略した構成である。
【００８０】
図１０及び図１１に示すように、腕帯１２ｂは１つのセンサ８２を有する。センサ８２は加圧手段１８によって加圧された状態で、被測定者の上腕に押し付けられて、動脈の脈波を検出するためのものであり、前記のマイクロホン３４と同じでもよい。センサ８２は、例えば、上腕の上面部に当接する位置における、スポンジ４２の傾斜面４２ａに設けると、上腕に対して押し付けられやすい。図１１は図５に準じて、外側のハウジング３０は仮想線で示し、空気袋３２及び布カバー３６は省略している。
【００８１】
このような血圧計１０ｂによれば、基本的にはオシロメトリック方式であることからノイズの影響なく血圧の計測をすることができる。センサ８２は、被測定者の上腕に対して押し付けられることから、空気袋３２の容量と無関係に脈波の検出がなされる。従って、特許文献１のような空気袋の巻取機構が不要であり、腕帯１２ｂは小型、軽量である。血圧計１０ｂはコロトコフ方式にも転用可能である。
【００８２】
本発明に係る血圧計は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００８３】
１０ａ、１０ｂ…血圧計 １２ａ、１２ｂ…腕帯
１４…チューブ １６ａ、１６ｂ…本体
１８…加圧手段 １８ａ…加圧ポンプ
１８ｂ…排気バルブ １８ｃ…圧力センサ
２０…制御部 ３０…ハウジング
３２…空気袋 ３４…マイクロホン（センサ）
４２…スポンジ ６２…Ｋ音用フィルタ（第１フィルタ）
６４…脈波用フィルタ（第２フィルタ） ７４…コロトコフ部（第１演算部）
７６…オシロメトリック部（第２演算部） ８２…センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定者の上腕が挿入される筒状のハウジング、及び、前記ハウジング内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋を備える腕帯と、
前記空気袋に対して空気を給気する加圧手段と、
前記空気袋の内周面に設けられ、前記空気袋によって前記被測定者の上腕が圧迫された状態で、振動を検出するセンサと、
前記センサによって計測された信号から所定周波数範囲の音成分を取り出す第１フィルタと、
前記センサによって計測された信号から所定周波数範囲の脈波成分を取り出す第２フィルタと、
前記第１フィルタを通して得られた音成分に基づいてコロトコフ方式によって血圧値を求める第１演算部と、
前記第２フィルタを通して得られた脈波成分に基づいてオシロメトリック方式によって血圧値を求める第２演算部と、
を有することを特徴とする血圧計。
【請求項２】
請求項１記載の血圧計において、
前記第１演算部及び前記第２演算部によって求められた血圧値の適否を判断する判断部と、
前記第１演算部及び前記第２演算部によって求められた血圧値を表示する表示部と、
を有し、
前記判断部は、前記第１演算部によるコロトコフ方式の血圧値が正常であると判断した場合には、前記表示部に前記第１演算部によって求められた血圧値を表示し、それ以外で前記第２演算部によるオシロメトリック方式の血圧値が正常であると判断した場合には、前記表示部に前記第２演算部によって求められた血圧値を表示することを特徴とする血圧計。
【請求項３】
請求項１又は２記載の血圧計において、
前記センサは、圧電センサであることを特徴とする血圧計。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の血圧計において、
前記第１フィルタの帯域通過周波数は、４０Ｈｚ〜６０Ｈｚを含む周波数であり、
前記第２フィルタの帯域通過周波数は、０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚを含む周波数であることを特徴とする血圧計。
【請求項５】
被測定者の上腕が挿入される筒状のハウジング、及び、前記ハウジング内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋を備える腕帯と、
前記空気袋に対して空気を給気する加圧手段と、
前記空気袋の内周面に設けられ、前記空気袋によって前記被測定者の上腕が圧迫された状態で、振動を検出するセンサと、
前記センサによって計測された信号から所定周波数範囲の脈波成分を取り出すフィルタと、
前記フィルタを通して得られた脈波成分に基づいてオシロメトリック方式によって血圧値を求める演算部と、
を有することを特徴とする血圧計。
【請求項６】
請求項５記載の血圧計において、
前記センサは、圧電センサであることを特徴とする血圧計。
【請求項７】
請求項５又は６記載の血圧計において、
前記フィルタの帯域通過周波数は、０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚを含む周波数であることを特徴とする血圧計。
【請求項１】
被測定者の上腕が挿入される筒状のハウジング、及び、前記ハウジング内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋を備える腕帯と、
前記空気袋に対して空気を給気する加圧手段と、
前記空気袋の内周面に設けられ、前記空気袋によって前記被測定者の上腕が圧迫された状態で、振動を検出するセンサと、
前記センサによって計測された信号から所定周波数範囲の音成分を取り出す第１フィルタと、
前記センサによって計測された信号から所定周波数範囲の脈波成分を取り出す第２フィルタと、
前記第１フィルタを通して得られた音成分に基づいてコロトコフ方式によって血圧値を求める第１演算部と、
前記第２フィルタを通して得られた脈波成分に基づいてオシロメトリック方式によって血圧値を求める第２演算部と、
を有することを特徴とする血圧計。
【請求項２】
請求項１記載の血圧計において、
前記第１演算部及び前記第２演算部によって求められた血圧値の適否を判断する判断部と、
前記第１演算部及び前記第２演算部によって求められた血圧値を表示する表示部と、
を有し、
前記判断部は、前記第１演算部によるコロトコフ方式の血圧値が正常であると判断した場合には、前記表示部に前記第１演算部によって求められた血圧値を表示し、それ以外で前記第２演算部によるオシロメトリック方式の血圧値が正常であると判断した場合には、前記表示部に前記第２演算部によって求められた血圧値を表示することを特徴とする血圧計。
【請求項３】
請求項１又は２記載の血圧計において、
前記センサは、圧電センサであることを特徴とする血圧計。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の血圧計において、
前記第１フィルタの帯域通過周波数は、４０Ｈｚ〜６０Ｈｚを含む周波数であり、
前記第２フィルタの帯域通過周波数は、０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚを含む周波数であることを特徴とする血圧計。
【請求項５】
被測定者の上腕が挿入される筒状のハウジング、及び、前記ハウジング内に設けられ、中に挿入された被測定者の上腕を圧迫する空気袋を備える腕帯と、
前記空気袋に対して空気を給気する加圧手段と、
前記空気袋の内周面に設けられ、前記空気袋によって前記被測定者の上腕が圧迫された状態で、振動を検出するセンサと、
前記センサによって計測された信号から所定周波数範囲の脈波成分を取り出すフィルタと、
前記フィルタを通して得られた脈波成分に基づいてオシロメトリック方式によって血圧値を求める演算部と、
を有することを特徴とする血圧計。
【請求項６】
請求項５記載の血圧計において、
前記センサは、圧電センサであることを特徴とする血圧計。
【請求項７】
請求項５又は６記載の血圧計において、
前記フィルタの帯域通過周波数は、０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚを含む周波数であることを特徴とする血圧計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２００８９５（Ｐ２０１０−２００８９５Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４８２０３（Ｐ２００９−４８２０３）
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
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