血圧計
【課題】血圧測定は、測定環境と身体状態との２つの要因によって大きく変動する。測定環境はガイドライン等を踏まえて望むことである程度整えることができるが、身体状態を整えて望むことは難しかった。被検者を安静状態に誘導し、信頼性の高い血圧測定ができる血圧計を提供する。
【解決手段】被検者の血圧を測定する血圧測定手段と被検者の呼吸状態から被験者を安静状態に誘導する安静状態誘導手段とを備えた血圧計であり、安静状態誘導手段は、被検者にマイクロ波を照射し、被検者の呼吸動作によりドップラシフトした反射マイクロ波から被検者の呼気実時間と吸気実時間とを算出し、これらの比や合計時間、継続時間から、被験者を安静状態に誘導するようにして血圧測定するようにした。
【解決手段】被検者の血圧を測定する血圧測定手段と被検者の呼吸状態から被験者を安静状態に誘導する安静状態誘導手段とを備えた血圧計であり、安静状態誘導手段は、被検者にマイクロ波を照射し、被検者の呼吸動作によりドップラシフトした反射マイクロ波から被検者の呼気実時間と吸気実時間とを算出し、これらの比や合計時間、継続時間から、被験者を安静状態に誘導するようにして血圧測定するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は血圧測定において、被検者を安静状態に誘導し血圧の測定条件を一定にすることによって、信頼性の高い血圧測定を行なうことができる血圧計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、社会の高齢化に伴って高血圧の患者が増加している。高血圧の診断や治療薬の処方に当たっては、患者の正確な血圧値を知る必要がある。
しかし、血圧値は、測定環境と身体状態との２つの要因によって大きく変動することがあるため、測定した血圧値が正確な血圧値であるか否かを知ることは難しい。
【０００３】
正しい血圧値を測定するために測定環境を整えるという意味においては、医療機関において医師などの指導の下で血圧測定を行うのが好ましい。しかし、血圧測定のたびに医療機関に出向くのも患者にとっては負担となることから、市販の血圧計を使用して家庭内で測定することが広く浸透している。このように家庭で測定した血圧を家庭血圧と呼ぶ。
【０００４】
家庭血圧は、家庭で手軽に血圧測定がえきる利点があるものの、医師などが傍らに居て測定を実施することもないから、正しい測定環境を整えられない可能性もある。そこで、学会や医療機関などから家庭内で正しく血圧測定するためのガイドラインが多く提案されている。
【０００５】
ところで、最近の報告では、２４時間自由行動下で複数回血圧値を測定することがよいとされている。このようにすれば、１日の中での血圧値の変動やその変動パターンを知ることができるためである。なお、このようにして測定した血圧を２４時間血圧と呼ぶ。
【０００６】
２４時間血圧を知れば、患者自身では気がつかない血圧の変動状況（例えば、就寝時の血圧値の上下など）を知ることができて便利であると共に、その患者を治療する側の医療機関では、その患者への治療方針立案などに反映できる。
２４時間血圧は、比較的長い時間にわたり血圧測定を行うため、用いる血圧計も携帯性が重視される。そして、そのような血圧計の使用に係るガイドラインも発表されている。
【０００７】
そして、正しい血圧値の測定のためのもう１つの要因である身体状態を整えるという意味においては、いうまでも無く、血圧測定の際に身体を安静にすることである。
ここでいう安静とは、肉体的安静状態や精神的安定状態を指すものである。つまり、身体も精神もリラックスしている状態である。
【０００８】
運動直後などの興奮状態や精神的に緊張状態であると血管が収縮してしまうため、正しい血圧が測定できない。つまり、血圧測定時は、安静状態になるようにして臨むのがよいのである。
【０００９】
しかしながら、血圧測定の直前まで歩き回っていたなどの動作をしていたならば、被検者にその自覚はあるが、肉低的疲労や精神的ストレスが蓄積していたときなどは、安静状態に被検者がなっていないことに自覚がない場合も多い。そのような場合は、被検者は自身が安静状態にあると錯覚してしまうから、血圧測定前に積極的に安静にしようとはしないであろう。
【００１０】
これでは、被検者が正しい血圧測定に必要な身体状態になっていると思っていても、実際には正しい測定がなされていないことになってしまう。このため、血圧測定前に被検者
を安静状態に誘導する機能を有する血圧計が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
特許文献１に示した従来技術を、図１３を用いて説明する。
図１３に示したように、特許文献１に示した従来技術は、被検者の血圧を測定する血圧測定手段３００と、被検者の各呼吸のタイミングを示す情報を含む呼吸信号を検出する呼吸信号検出手段４００とがカフ２００に搭載されていて、この呼吸信号検出手段４００により検出された呼吸信号に基づいて被検者の各呼吸のタイミングを被検者にそのまま伝える伝達手段５００とを備えている。
【００１２】
さらに、呼吸信号検出手段４００により検出された呼吸信号に基づいて被検者が安静状態になったか否かを判定する安静判定手段６００と、この安静判定手段６００により安静状態と判定された場合は、前記血圧測定手段３００により血圧の測定を開始させる制御手段７００とを備えている。
【００１３】
すなわち、特許文献１に示した従来技術は、呼吸信号検出手段４００で被検者の各呼吸のタイミングを示す情報を含む呼吸信号を検出し、伝達手段５００で検出された呼吸信号に基づいて被検者の各呼吸のタイミングを被検者に伝えるものである。
【００１４】
被検者は、安静状態になったか否かが分かると共に、無理なく安静状態へ誘導され、その状態で血圧測定を開始できることにより、正しい血圧を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１０−１５８２８９号公報（第４頁〜第９頁、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１に示した従来技術は、カフ２００の内部に呼吸信号検出手段４００（エア圧検出センサ）を搭載しており、カフ２００を被測定部位に装着し、加圧した状態で被検者の呼吸を測定する。そして、測定した呼吸情報を用いて被検者の安静状態を判断する。
【００１７】
しかし、この技術は、カフ２００に呼吸信号検出手段４００を搭載しているため、カフを捲いて加圧した状態でしか呼吸を測定することできない。つまり、血圧測定前に被検者の状態を知るときに、加圧するというストレスを掛けた状態でしか測定できない。
【００１８】
すでに説明したように、血圧測定時はリラックスして臨むのが好ましく、緊張状態であると血管が収縮し、正しい血圧が測定できない。特許文献１に示した従来技術は、カフ２００による拘束があるため、被測定者は少なからずストレスが掛かっている。これでは、被測定者の肉体的安静状態や精神的安定状態を正しく知ることはできず、その状態で測定した血圧値は、被測定者の正しい血圧値であるかが分からないという問題がある。
【００１９】
すでに説明したように、呼吸の検出をカフ２００に搭載した呼吸信号検出手段４００で行なっているが、腕部に装着したカフ２００では、正確に呼吸を検出することは難しい。呼吸を検出するには、呼吸動作に伴う体動や二酸化炭素排出量などを用いることが知られているが、腕部ではそれらを正確に知る得ることは難しいからである。
【００２０】
さらにまた、特許文献１に示した従来技術は、呼吸信号検出手段４００を椅子やベッドなどに設置することや身体に間接的に装着することも示唆している。
しかし、具体的な技術内容は開示されておらず、どのような仕組みを用いてどのように
間接的に呼吸を計測するか不明である。つまり、思想が紹介されているだけであって、技術が完成しているとはいえない。
【００２１】
本発明の目的は、上記の問題を解決し、被検者にストレスを加えることなく安静状態へ誘導して信頼性の高い血圧測定ができることが可能な血圧計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するため、本発明の血圧計は下記記載の構成を採用する。
本発明の血圧計は、被検者の血圧を測定する血圧測定手段と被検者の呼吸状態から被験者を安静状態に誘導する安静状態誘導手段とを備えた血圧計において、安静状態誘導手段は、被検者にマイクロ波を照射し被検者の呼吸動作によりドップラシフトした反射マイクロ波の変化分を呼吸変化分データとして出力する信号処理手段と、前記呼吸変化分データに基づき被検者の呼気実時間及び吸気実時間を出力する呼吸気識別手段とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
このような構成とすれば、カフを加圧して身体を拘束せずに、また着衣のままで呼吸動作を検出し、安静状態を判定する上で重要な呼気実時間と吸気実時間を計測できるので、被検者を安静状態に誘導することが容易になる。
【００２４】
さらに、信号処理手段は、マイクロ波発生器とマイクロ波受信器とを備え、マイクロ波発生器より被検者にマイクロ波を照射し前記被検者の呼吸動作によりドップラシフトした反射マイクロ波に基づきマイクロ波ドップラシフト信号を出力するマイクロ波ドップラセンサと、マイクロ波ドップラシフト信号を入力して周波数帯域を制限するとともにアナログデジタル変換してドップラシフトデータとして出力する帯域制限及びＡＤ部と、ドップラシフトデータを微分して呼吸変化分データとして出力する微分部とを備えてもよい。
【００２５】
このようにすれば、呼気時間と吸気時間を計測するための呼吸変化分データを正しく検出でき、呼吸状態をより正確に把握できる。
【００２６】
また、呼吸気識別手段は、呼吸変化分データの極性変化から呼気動作と吸気動作を識別し、呼気期間信号及び吸気期間信号を出力する呼吸波形識別部と、呼気期間信号に基づき呼気実時間を算出する呼気時間計測部と、吸気期間信号に基づき吸気実時間を算出する吸気時間計測部とを備えてもよい。
【００２７】
このようにすれば、呼気時間と吸気時間を計測するための呼吸変化分データを正しく検出でき、呼吸状態をより正確に把握できる。
【００２８】
安静状態誘導手段は、被検者の呼気実時間及び吸気実時間から呼吸の安定状態を判定し呼吸判定データとして出力するとともに、被検者の呼気実時間及び吸気実時間から呼吸の安静状態が所定の時間継続したことを検出し、血圧測定許可信号を出力する呼吸判定部と、呼吸判定データに基づき呼吸ナビゲーションメッセージを出力するメッセージ選択手段と、呼吸ナビゲーションメッセージを外部に報知する報知手段とを備えてもよい。
【００２９】
このようにすれば、呼吸ナビゲーションメッセージによって被検者をより速やかにかつ正確に安静状態に誘導することができる。
【００３０】
さらに、血圧測定手段は、血圧測定完了後に血圧値と脈拍数と呼吸数とからなるバイタルデータと呼気時間及び吸気実時間の適正値からの乖離率とを記録するバイタルデータメモリを備えてもよい。
【００３１】
このように、バイタルデータと、呼気時間及び吸気実時間の適正値からの乖離率とを記録しておくことによって被検者の安静状態への移行履歴が明確化され、呼吸ナビゲーションの内容を被検者にさらに適した内容に修正することが容易になる。
【００３２】
また、呼吸ナビゲーションメッセージは、呼気実時間を６秒とし吸気実時間を３秒とする内容を含んでもよい。
【００３３】
このようにすれば、呼吸のタイミングを決める上で重要な吸気実時間と呼気実時間とが数値化され管理されるので血圧測定条の統一が計れる。
【００３４】
そして、報知手段は、血圧測定手段による血圧測定結果を表示するバイタルデータ表示器と呼吸ナビゲーションメッセージを表示する呼吸ナビゲーションメッセージ表示器とを備えた表示部と、呼吸ナビゲーションメッセージを音声で報知する報音部を備えてもよい。
【００３５】
これにより呼吸ナビゲーションメッセージは、画像による視覚的情報でなく音声による聴覚的な情報として被検者に伝わるので、被検者は安静を維持するために目もつむっていても良く、被検者にとっては精神的負担が少なく安静状態に誘導することが容易になり信頼性の高い血圧測定ができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、被検者にストレスを加えることなく安静状態へ誘導できるから、信頼性の高い血圧測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による血圧計の構成を示すブロック図ある。
【図２】本発明による血圧計の詳細の構成を示すブロックである。
【図３】本発明による血圧計の動作を説明する波形図である。
【図４】本発明による血圧計の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明による血圧計の表示手段の実施例を示す外観図である。
【図６】本発明による血圧計の表示部の実施例を示す外観図である。
【図７】本発明による血圧計の原理を説明する模式的な図である。
【図８】被検者の呼吸動作を説明する模式的な外観図である。
【図９】本発明による血圧計の第２の実施形態における詳細の構成を示すブロックである。
【図１０】本発明による血圧計の第２の実施形態における動作を説明する波形図である。
【図１１】本発明による血圧計の第２の実施形態における表示部の実施例を示す外観図である。
【図１２】呼吸変化分データＢｆの変化の様子を説明する図である。
【図１３】特許文献１に示した従来技術を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の血圧計は、マイクロ波ドップラセンサを用いて、被検者の身体にマイクロ波を照射し、その反射波を受信して波形を解析することにより、呼吸における呼気と吸気とを見分ける。具体的には、呼気と吸気の切り替わり点（以後、呼吸タイミングと称する）を検出する。
【００３９】
呼吸タイミングが適切でなければ音声で呼吸タイミングの修正を指示し、息を吐いている時間である呼気実時間と、息を吸っている時間である吸気実時間とがある定まった値に
なったときに被検者が安静状態になるという考えを利用して、呼吸タイミングを上記の条件になるように誘導するのである。
【００４０】
なお、適正な呼吸タイミングとは、呼気実時間と吸気実時間との比が、１対２であるような状態をいい、両方の時間の合計が略９秒前後が生理的に適しているとされている。したがって、呼気実時間は６秒前後で、呼気実時間はその半分の３秒が適切な条件となる。
【００４１】
また、このような条件がある程度継続している必要もある。こおため、所定の継続時間を設定し、例えば、呼気実時間と吸気実時間との比が１対２であり、その合計実時間が略９秒で、これが３０秒続けば安静状態になったとする。
【００４２】
このように、血圧測定前に安静状態にして身体条件を整えて血圧測定が行えるので、信頼性の高い血圧測定を行うことができる。
呼吸検出にマイクロ波を用いるので、カフなどで身体を加圧することがないため、被検査者にストレスが掛からない状態で呼吸タイミングを計測できる。そして、非接触であるから着衣のままでも呼吸タイミングを計測できる。
【００４３】
このように、本発明の血圧計は、マイクロ波という非接触の手段を用いて被検者の呼吸状態を検出し、適切な呼吸をしていなければ呼吸タイミングを誘導して被検者を安静状態に誘導することが大きな特徴である。
【００４４】
適正な呼吸タイミングに誘導したときの誘導方法及び誘導時間や、呼気実時間及び吸気実時間と呼吸数とを記録することができるから、被検者の生理状態と血圧値との関連も知ることができる点もさらなる特徴の１つである。
【００４５】
また、医療機関によっては、看護師などの医療従事者が血圧測定前に被検者に深呼吸を行なわせるように監督や指導を行う場合があるが、本発明の血圧計によれば、血圧測定前に被検者が安静状態になっていなければこれを是正すべく呼吸タイミングを修正し安静状態にしてから血圧測定を行うことができるので、医療従事者の負担も軽減され、信頼性の高い血圧測定が可能となる。
【００４６】
以下、本発明の血圧計について図面を用いて詳述する。
血圧計１は、血圧を測定する帯状のカフと、制御回路や報知手段などを搭載した血圧計本体とが別体であって、カフを上腕部に巻き付けるタイプであっても、またカフが箱状のケースの中に収納され、上腕部の挿入が容易になるように改良されたいわゆる上腕部挿入型の血圧計であっても、手首装着式血圧計と称しカフと血圧計本体とが一体化された構成のものであっても構わない。
【００４７】
以下の説明にあっては、帯状のカフと血圧計本体とが別体で、カフを上腕部に巻き付けるタイプを例にして説明する。
【００４８】
実施形態の説明では図面を指示して説明を行うが、指示していない図面も適宜参照されたい。また、図面はすでに説明した構成には同一の番号を付与するものとする。
【実施例】
【００４９】
以下、図１から図８を用いて本発明の血圧計１の第１の実施形態を詳述する。なお、説明においては、カフを主に左手上腕部に装着した場合を例に説明を行う。
【００５０】
［本発明の原理的説明：図７、図８］
初めに、図７を用いて、どのような仕組みでマイクロ波ドップラセンサによって、被検
者を安静状態に誘導するかについて詳述する。図７は、血圧計の原理を説明するため模式的に示すブロック図である。
【００５１】
図７において、マイクロ波ドップラセンサ３１は、例えば、約２．５ＧＨｚのマイクロ波Ｍｅを発射するマイクロ波発信器３１１と、被検者１１によって反射したマイクロ波Ｍｔを受信するマイクロ波受信器３１２と、マイクロ波ドップラ復調器３１３とで構成されている。
【００５２】
なお、以降は、発射されたマイクロ波Ｍｅを発射マイクロ波Ｍｅ、反射したマイクロ波Ｍｔを反射マイクロ波Ｍｔと称することにする。そして、これらマイクロ波をまとめて論じるときは、単にマイクロ波Ｍと称することにする。
【００５３】
マイクロ波ドップラセンサ３１には、その出力信号がアナログ信号のものとデジタル信号のものとがあるが、本実施形態では、マイクロ波ドップラ復調器３１３から出力されるマイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏはアナログ信号であり、マイクロ波ドップラセンサ３１にはアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を搭載していない例で説明をする。
【００５４】
図７において、マイクロ波発信器３１１から発射マイクロ波Ｍｅは、一部が被検者１１の表面で反射され、一部が被検者１１の中に入り胸郭内部１１ａで反射して反射マイクロ波Ｍｔとなって再び被検者１１を経由してマイクロ波受信器３１２で受信される。
【００５５】
マイクロ波発信器３１１は、発射マイクロ波Ｍｅに相当する電気信号である送信マイクロ波信号Ｅｍｅを出力し、マイクロ波受信器３１２は、受信した反射マイクロ波Ｍｔに相当する電気信号である受信マイクロ波信号Ｅｍｒを出力する。
【００５６】
マイクロ波ドップラ復調器３１３は、送信マイクロ波信号Ｅｍｅと受信マイクロ波信号Ｅｍｒとから、２つの信号の位相差信号を、電気信号であるマイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏとして出力する。
【００５７】
すなわち、マイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏには胸郭内部１１ａの動きに対応したドップラシフトが生じているので、このドップラシフト信号Ｅｏから胸郭内部の動きすなわち呼吸動作を電気信号に変換することが可能となるのである。
【００５８】
次に、図８を用いて安静状態に至らせる呼吸の方法と本発明の係わりを説明する。
図８は、被検者１１が息を吐くときと吸う時の鼻と口及び胸郭内部の動きを模式的に表したものである。図８（ａ）が息を吐くとき（呼気）の様子を、図８（ｂ）が息を吸うとき（吸気）の様子を示している。
【００５９】
図８（ａ）のように、呼気は静かに口から長く吐くのが良いとされ、胸郭内部１１ａは息を押し出すように変化する。図８（ｂ）のように、吸気は鼻から短い時間で吸うのが良いとされ、胸郭内部１１ａは外気を取り入れるように変化する。呼吸によって胸郭内部１１ａの形状が変化するので、これをマイクロ波ドップラセンサ３１を用いて検出することが本発明の基本原理である。
【００６０】
［血圧計の機能的な構成説明：図１］
次に、図１を用いて血圧計の機能的な構成を説明する。
図１は本発明による血圧計の主たる機能を示すブロック図である。
【００６１】
図１において、血圧計１は、信号処理手段３と呼吸気識別手段４と呼吸判定部５と計時
部７とメッセージ選択手段８とを備えた安静状態誘導手段２と、血圧測定手段６と報知手段９とから構成される。
【００６２】
安静状態誘導手段２は、信号処理手段３によってマイクロ波Ｍを演算処理に適した電気的な信号である呼吸変化分データＢｆに変換し、呼吸気識別手段４によって呼吸状態を反映する呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとを出力する。呼吸判定部５はこれらを入力し、呼吸状態を判定して呼吸判定データＫｈを出力する。
【００６３】
呼吸判定部５が出力する呼吸判定データＫｈは、メッセージ選択手段８に入力され、メッセージ選択手段８は適切な呼吸ナビゲーションメッセージＫｎを出力し、被検者など外部に報知手段９によって報知される。
【００６４】
呼吸判定部５は、血圧測定許可信号Ｋｅを出力し血圧測定手段６に入力し、血圧測定手段６は血圧測定許可信号Ｋｅを受けて血圧測定を開始する。
血圧計１の主たる要素は以上のような機能を有している。
【００６５】
［血圧計１の詳細な構成説明：図２］
次に、図２を用いて、血圧計１を構成する安静状態誘導手段２、血圧測定手段６、報知手段９の詳細の構成及び機能を説明する。
【００６６】
［安静状態誘導手段２の構成と機能の説明］
まず、信号処理手段３の構成及び機能を説明する。
図２に示すように、信号処理手段３は、マイクロ波ドップラセンサ３１と帯域制限及びＡＤ部３２と微分部３３とから構成される。
【００６７】
マイクロ波ドップラセンサ３１は、マイクロ波Ｍに基づきマイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏを出力し、帯域制限及びＡＤ部３２に入力する。
帯域制限及びＡＤ部３２は、マイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏの帯域を信号処理に必要な部分のみに制限したのち、アナログ信号をデジタル信号に変換（以後、ＡＤ変換と称する）して、ドップラシフトデータＤｏとして出力し、微分部３３に入力する。なお、このＡＤ変換に必要なサンプリング時間は、計時部７から入力される第１の時間情報Ｔ１を用いる。
【００６８】
微分部３３は、入力したドップラシフトデータＤｏを時間で微分し、呼吸変化分データＢｆとして出力する。
【００６９】
次に、呼吸気識別手段４の構成及び機能を説明する。
図２に示すように、呼吸気識別手段４は、呼吸波形識別部４１と呼気時間計測部４２と吸気時間計測部４３とから構成される。
【００７０】
呼吸波形識別部４１は、信号処理手段３の微分部３３が出力する呼吸変化分データＢｆに基づき呼吸変化分データＢｆの極性変化から、息を吐いている呼気区間と息を吸っている吸気区間とを識別し、それぞれ呼気期間信号Ｅｐ、吸気期間信号Ｉｐとして出力し呼気時間計測部４２と吸気時間計測部４３とに入力する。
【００７１】
呼気時間計測部４２は、呼気期間信号Ｅｐと計時部７から入力される第２の時間情報Ｔ２とから呼気期間信号Ｅｐの継続時間を計測して、呼気実時間Ｅｔとして出力し、呼吸判定部５に入力する。
同様に、吸気時間計測部４３は、吸気期間信号Ｉｐと第２の時間情報Ｔ２とから吸気期間信号Ｉｐの継続時間を計測して、吸気実時間Ｉｔとして出力し、呼吸判定部５に入力す
る。
【００７２】
次に、呼吸判定部５の機能を説明する。
図２に示すように、呼吸判定部５は、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔと計時部７が出力する第３の時間情報Ｔ３とから被検者１１の呼吸パターンを判定し、呼吸判定データＫｈを出力する。
【００７３】
呼吸判定部５には、被検者１１の呼吸の状態によって、複数のデータのパターンが備えられている。例えば、次の通りである。
呼気が長く吸気が短いとき：呼吸判定データＫｈ１
吸気が長く呼気が短いとき：呼吸判定データＫｈ２
呼吸間隔が短いとき ：呼吸判定データＫｈ３
【００７４】
呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとが予め定められた条件を満たし、それが予め定められた時間継続すると、呼吸判定データＫｈとして上記のうちのどれかが選択されて出力される。そして、呼吸判定データＫｈは、メッセージ選択手段８に入力する。
【００７５】
予め定められた条件とは、例えば、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの関係を定めた条件であって、例えば、時間比で２対１である。また、双方の時間の合計が９秒である。
呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとが、この条件のうちのどれと異なるかにより、データのパターン分けを行うのである。
そして、予め定められた時間継続とは、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの時間比が何秒続くかを定めたものであって、例えば３０秒である。
【００７６】
例えば、呼吸判定データＫｈのデータのパターンは、次のようなものである。
呼吸判定データＫｈ１：呼気実時間Ｅｔが６秒を超え、吸気実時間Ｉｔが３秒未満のとき
呼吸判定データＫｈ２：吸気実時間Ｉｔが３秒を超え、呼気実時間Ｅｔが６秒未満のとき
呼吸判定データＫｈ３：呼気実時間Ｅｔと実時間Ｉｔとの合計が８秒以下のとき
【００７７】
そして、呼吸判定部５は、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとが予め定められた条件を満たし定められた時間継続した場合には、被検者１１が安静状態になったことを示す呼吸判定データＫｈｎを出力する。例えば、呼気実時間Ｅｔが６秒、吸気実時間Ｉｔが３秒で、それが３０秒間継続した場合である。
【００７８】
次に、安静状態誘導手段２のメッセージ選択手段８の機能を説明する。
図２に示すように、安静状態誘導手段２のメッセージ選択手段８は、呼吸判定部５が出力する呼吸判定データＫｈが入力されると、被検者１１を安静にさせるための呼吸ナビゲーションメッセージＫｎを出力する。
【００７９】
呼吸ナビゲーションメッセージＫｎは、呼吸判定部５が出力する呼吸判定データＫｈを受け、その内容に応じて、例えば次のようなデータを出力する。
呼気が長く吸気が短いとき：呼吸ナビゲーションメッセージＫｎ１
吸気が長く呼気が短いとき：呼吸ナビゲーションメッセージＫｎ２
呼吸間隔が短いとき ：呼吸ナビゲーションメッセージＫｎ３
安静状態のとき ：呼吸ナビゲーションメッセージＫｎｎ
【００８０】
呼吸ナビゲーションメッセージＫｎは、報知手段９の表示部９１と報音部９２とに入力する。なお、図２に示す例では、呼吸判定データは単にＫｈと、呼吸ナビゲーションメッ
セージは単にＫｎと、それぞれ表記している。
そして、呼吸判定部５は、血圧測定許可信号Ｋｅを出力し血圧測定手段６の血圧測定制御回路６６に入力する。
【００８１】
ここで、安静状態誘導手段２の計時部７の機能を説明する。
図２に示すように、計時部７は、図示はしないが例えば水晶振動子などを用いて所定の周波数のクロック信号を出力する源振クロック部、そのクロック信号を分周して所定の分周信号を生成する分周回路部、その分周信号から時刻情報を生成する時刻生成部などで構成することができる。これらの構成は知られている時計回路で広く知られているものであるから、詳細な説明は省略する。
【００８２】
この計時部７からは、第１の時間情報Ｔ１、第２の時間情報Ｔ２、第３の時間情報Ｔ３を出力している。
第１の時間情報Ｔ１は、帯域制限及びＡＤ部３３のサンプリング時間を決めるための時刻情報を有しており、例えば、パルス周期を１０ｍｓｅｃとした信号である。
【００８３】
第２の時間情報Ｔ２は、呼気期間信号Ｅｐと吸気期間信号Ｉｐの継続時間を計測するための基準クロックで、例えば、周期を１ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃとしたパルス信号である。
【００８４】
第３の時間情報Ｔ３は、呼吸判定部５が、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの時間比が、あらかじめ定められた時間継続しているか否かを計測するための１０ｓｅｃ〜３０ｓｅｃのパルス信号と、血圧測定を行なったときの日付や時刻からなる時刻情報とを有している。
【００８５】
［血圧測定手段６の構成と機能の説明：図２］
次に、引き続き図２を用いて血圧測定手段６の構成と機能を説明する。
図２に示すように、血圧測定手段６は、カフ１０と、圧力センサ６１と、加圧ポンプ６２と、加圧制御部６３と、排気バルブ６４と、排気制御部６５と、バイタルデータメモリ６６１を備えた血圧測定制御部６６と、操作入力部６７とを備えている。
【００８６】
カフ１０は、手首の橈骨動脈を加圧して血流を阻止するための帯状の部材である。圧力センサ６１は、カフ１０の圧力を電気信号に変換して圧力信号Ｓｏとして出力する。加圧ポンプ６２は、カフ１０を加圧するためのポンプである。加圧制御部６３は、血圧測定制御部６３からの加圧制御信号Ｋｃに基づき加圧駆動信号Ｋｄを出力し加圧ポンプ６２を駆動する。
【００８７】
排気バルブ６４は、カフ１０の圧力を所定の割合で排気するためのバルブである。排気制御部６５は、血圧測定制御部６６からの排気制御信号Ｈｈに基づき排気駆動信号Ｈｄを出力し排気バルブ６４を制御する。
【００８８】
血圧測定制御部６６は、圧力信号Ｓｏと血圧測定許可信号Ｋｅとから、最高血圧や最低血圧や脈拍数などのバイタルデータＫｊを算出するとともに、血圧計１の動作を全般的に制御管理する。なお、このバイタルデータＫｊは、後述する報知手段９の表示部９１にも入力している。
【００８９】
血圧測定制御部６６のバイタルデータメモリ６６１は、そのバイタルデータＫｊを記憶するためのメモリ手段である。例えば、不揮発性記憶装置を用いることができる。
なお、この血圧測定制御部６６は、特に限定しないが、ワンチップマイクロコンピュータなどで構成すると、小型で低消費電力化ができるので便利である。このとき、バイタル
データメモリ６６１は、このワンチップマイクロコンピュータに搭載されているメモリ装置を用いることができる。
【００９０】
［報知手段９の構成と機能の説明：図２、図５、図６］
次に、図２、図５及び図６を用いて報知手段９の構成を説明する。
図５は報知手段９の実施例を示す外観図である。
図６は被検者１１に安静誘導を行なう呼吸ナビゲーションメッセージ表示器の外観図である。
【００９１】
図２及び図６に示すように、報知手段９は、表示部９１と報音部９２とから構成される。さらに表示部９１は呼吸ナビゲーションメッセージ表示器９１１とバイタルデータ表示器９１２とから構成される。
【００９２】
図６に示すように、呼吸ナビゲーションメッセージ表示器９１１は、被検者１１を安静に誘導させるための呼吸タイミングを指示する指示画面であり、時間表示マーク９１１ａと実時間表示器９１１ｂと、呼吸波形Ｇｒを表示するグラフ表示器９１１ｃと、グラフィカルに人の顔を模した画像と呼気マークＮｅと吸気マークＮｉとを表示可能な指導画面９１１ｄと、を有している。なお、グラフ表示器９１１ｃは、横軸を実時間として表示する。
【００９３】
図２及び図５に示すように、バイタルデータ表示器９１２は血圧測定手段６が出力する最高及び最低血圧や脈拍数などのバイタルデータＫｊを表示するための、最高血圧値表示部９１２ｓと、最低血圧値表示部９１２ｄと、脈拍数表示部９１２ｐとを有している。
表示部９１は、特に限定しないが、液晶表示装置で構成することができる。
【００９４】
また、図５に示すように、報音部９２は、被検者１１を安静に誘導させるため、「息を吸って下さい」、「息を吐いて下さい」のように呼吸タイミングを音声などで案内し、安静状態に至れば「その呼吸を維持して下さい」のような案内を行なう。
報音部９２は、ダイナミックスピーカやピエゾ音響素子などで構成することができる。
【００９５】
血圧計１は、適正な呼吸に導く案内を、表示部９１による文字やグラフィカルな報知と報音部９２による音声の報知とで行うことができる。
すでに説明したように、被検者１１自身が安静になろうとするときに、案内する情報が文字などであると、それを注視してしまうことで無意識のうちに緊張し、安静状態になかなかなれないときがある。血圧計１は、報音部９２からの音声による案内を併用するので、表示部９１を目視しないようにしても何ら問題はない。また、表示部９１があれば、被検験１１自身が物を注視しても緊張しない体質の場合に問題がないことに加え、被検査１１以外の人にも呼吸タイミングなどの情報を報知できるので、表示部９１と報音部９２とは必要に応じて使い分けると良い。
【００９６】
図２及び図５に示す操作入力部６７は、血圧計１の全体の動作を操作するスイッチ類である。図５に示す例では、表示部９１及び報音部９２の近傍に設けられている。
この操作入力部６７によって、例えば、表示部９１による表示や報音部９２による音声案内を選択して止めることもできる。被検者１１の好みや体質に応じて案内を選択することができるのである。
【００９７】
本発明の血圧計１は、脈拍数や呼吸数を測定できるので血圧測定時の被検者の状態を、測定した血圧値と共に記録できる。そして報知手段によりいつでもその情報を知ることができる。そうすれば、血圧値と被検者の状態を管理することができるようになるので、被検者の健康状態や仮面高血圧などを知るきっかけにもなる。
【００９８】
［第１の実施形態の動作説明：図３、図１２、図４、図６］
次に、図３、図４及び図６を用いて血圧計１の第１の実施形態の動作を説明する。
【００９９】
［安静状態誘導手段２の動作説明：図３、図１２、図４］
まず、安静状態誘導手段２の動作説明を行なう。
図３は、血圧計１の動作を説明する内部信号波形図である。縦軸に波形の振幅を、横軸には時間を示している。
【０１００】
すでに説明したように、マイクロ波ドップラセンサ３１は、発射マイクロ波Ｍｅに基づく送信マイクロ波信号Ｅｍｅと、反射マイクロ波Ｍｔに基づく受信マイクロ波信号Ｅｍｔとによるマイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏを帯域制限及びＡＤ部３２に出力する。
マイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏは、帯域制限及びＡＤ部３２によって、呼吸成分すなわち０．０３Ｈｚ〜０．５Ｈｚの周波数帯域のみの信号が抽出され、デジタル信号に変換され、呼吸動作を反映した時系列のドップラシフトデータＤｏとして出力され微分部３３に入力される。
【０１０１】
ドップラシフトデータＤｏは、微分部３３によってドップラシフトデータＤｏの時間変化率が演算され、呼吸変化分データＢｆとして出力される。図３は、被検者１１の安静時におけるドップラシフトデータＤｏと呼吸変化分データＢｆとの一例を、横軸を時間としてアナログ的表現で、変化の一例を表したものである。
すでに説明しているように、呼気実時間Ｅｔは息を吐いている時間であって、吸気実時間Ｉｔは息を吸っている時間である。
【０１０２】
胸郭内部１１ａの動きを表すドップラシフトデータＤｏを微分した呼吸変化分データＢｆは、胸郭内部の動きの変化点を表している。つまり、ある時点での呼吸変化分データＢｆの変化の様子を調べれば、被検者１１の呼吸の状態を知ることができる。
【０１０３】
その理由を図１２を用いて説明する。
図１２は、実際に呼吸した際のドップラシフトデータＤｏと、呼吸変化分データＢｆとの推移を示したものである。横軸に時間（秒）、縦軸に信号の振幅を示している。
人体が吸う動作及び吐く動作に移行する際、その切り換り点で一瞬振動的な挙動を示す。これは、肺が空気を吸う、又は吐く直前に反動を付けるために、肺内部の空気を吐き切る、又は吸い切るという動作を行うことによるものである。
したがって、この吐く動作、吸う動作の切り換り点に生ずる振動成分をドップラシフトデータＤｏの微分信号である呼吸変化分データＢｆとして検出し、振動成分が検出してから次の振動成分が検出される時間間隔を計測することにより、吸っている実時間と吐いている実時間とを計測することが可能となる。
【０１０４】
さて、図３の呼吸タイミングｔ１では、呼吸変化分データＢｆは振幅０の点を「＋」方向から「−」方向に変化していることから、この点では変化が０、すなわち胸郭内部の動きが無く、呼吸が呼気から吸気に変わった点であるといえる。
【０１０５】
例えば、この呼吸タイミングｔ１で、被検者１１に「息を吸って下さい」などとアナウンスし息を吸うように音声などで誘導する。
吸気時間が一定の期間続いた後、「吐いて下さい」とアナウンスをすると、胸郭内部１１ａの動きに伴ってドップラシフトデータＤｏが上昇する。
すると、ドップラシフトデータＤｏを微分した呼吸変化分データＢｆが再び振幅０の点を「−」方向から「＋」方向に変化して、呼吸タイミングｔ２の呼吸タイミングで吸気から呼気に変わる。
【０１０６】
呼吸気識別手段４はこのような動作を繰り返し、図３に示す吸気実時間Ｉｔと呼気実時間Ｅｔとを各々算出し、呼吸判定部５に入力する。
呼吸判定部５は、吸気実時間Ｉｔが長く呼気期間信号Ｅｔが短いと判断すると、図３に示す呼吸タイミングｔ２、ｔ４、・・、ｔ（２ｎ）を早める呼吸判定データＫｈを出力する。なお、ｎは自然数であり、以下の説明でも同様とする。
【０１０７】
また、呼吸判定部５は、呼気期間信号Ｅｔが長く吸気実時間Ｉｔが短いと判断すると、図４に示す呼吸タイミングｔ１、ｔ３、・・、ｔ（２ｎ−１）を早める呼吸判定データＫｈを出力する。
【０１０８】
メッセージ選択手段８は、呼吸判定データＫｈを入力して呼吸判定データＫｈの内容に基づく呼吸ナビゲーションメッセージＫｎを出力し報知手段９の表示部９１に入力する。
例えば、呼吸判定部５が、呼吸タイミングｔ２、ｔ４、・・、ｔ（２ｎ）を早めるための呼吸判定データＫｈを出力すると、メッセージ選択手段８は「はい、そこで吐いて下さい」のように誘導する呼吸ナビゲーションメッセージＫｎを出力する。
【０１０９】
この呼吸ナビゲーションメッセージＫｎは、呼吸ナビゲーションメッセージ表示器９１１にてグラフィカルな絵や文字で表示されるとともに、報音部９２によって音声で被検者１１に伝えられる。
被検者１１は安静に保つために目を閉じていることが多いので、被検者１１へ音声によって呼吸を誘導することは安静を保つ上で有利である。
【０１１０】
呼吸判定部５は、呼気期間信号Ｅｔと吸気実時間Ｉｔと第３の時間情報Ｔ３とによって安静状態が所定の時間継続したことを検出すると、所定の呼吸判定データＫｈを出力しメッセージ選択手段８に入力する。
【０１１１】
メッセージ選択手段８は「それではカフを静かに巻いて下さい」などと血圧測定を開始するメッセージを音声で被検者１１に伝える。
被検者１１は、カフ１０を例えば左手上腕部に巻き、血圧測定手段６の操作入力部６７を操作して血圧測定を開始する。
【０１１２】
［血圧測定手段６の動作説明：図２］
次に、図２を用いて血圧測定手段６の動作を説明する。
図２において、安静状態誘導手段２の呼吸判定部５は、被検者１１が安静に誘導されると、安静に誘導されたことを示す呼吸判定データＫｈｎを出力するとともに、血圧測定許可信号Ｋｅを血圧測定手段６の血圧測定制御部６６に入力する。
【０１１３】
メッセージ選択手段８は、呼吸判定データＫｈｎを入力して、例えば、安静状態になったことを表す呼吸ナビゲーションメッセージＫｎｎを出力し、報知手段９の報音部９２を通じて被検者１１に「安静状態になりました。カフを巻いて下さい」などと伝える。
【０１１４】
血圧測定手段６の血圧測定制御部６６は、以下のように血圧測定を開始する。すなわち、加圧制御部６３に加圧制御信号Ｋｃを出力し、加圧ポンプ６２は加圧制御部６３が出力する加圧駆動信号Ｋｄを受けてカフ１０を加圧する。
【０１１５】
圧力センサ３２によってカフ１０の圧力は刻々と血圧測定制御部６６に出力され、カフ１０が所定の圧力まで加圧されると、血圧測定制御部６６は加圧制御部６３を制御して加圧ポンプ６２の動作を停止する。
【０１１６】
血圧測定制御部６６は、排気制御信号Ｈｈを排気制御部６５に出力し、排気制御部６５は、排気制御信号Ｈｈに基づき排気バルブ６４を制御する排気駆動信号Ｈｄを排気バルブ６４に出力する。
【０１１７】
排気バルブ６４は、排気駆動信号Ｈｄに基づき、カフ１０の圧力が時間に対して一定の割合で減少するようにカフ１０を排気する。
【０１１８】
カフ１０の圧力が次第に下がると、被検者１１の血圧に応じていわゆるオシロメトリック理論に基づく圧力振動波形（図示せず）がカフ１０内に生じるので、圧力センサ６１によってこれを検出する。
【０１１９】
血圧測定制御部６６は、圧力センサ６１の圧力信号Ｓｏの圧力振動波形から、最高血圧値や最低血圧値、脈拍数などをバイタルデータＫｊとして血圧測定制御部６６のメモリ６６１に記憶すると共に、報知手段９の表示部９１に出力する。
【０１２０】
次に、血圧測定中の適正な呼吸タイミングの監視について説明する。
血圧測定中に１１の呼吸タイミングが変わり、安静状態が維持できなくなってしまうことがある。
【０１２１】
例えば、計測の途中で息が乱れるなどして適正な呼吸タイミングから外れてしまうと、計測した血圧値は信用度のおけるものではなくなる。このように息が乱れるなどなどの状態を被検者が意図せずに起こしてしまったとき、被検者自身では正しい血圧を測定したつもりでも、実際には正しくない血圧測定を行ってしまう。
【０１２２】
そのような状況を回避するため、血圧計１は、被検者１１の呼吸が適正な呼吸タイミングになり血圧測定を開始したあとも、被検者１１の呼吸状態の監視を継続することも可能である。
【０１２３】
すなわち、血圧測定が開始されても、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとを監視し呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの比が２対１になっているか、また、呼気実時間Ｅｔ＋吸気実時間Ｉｔが略１０秒、すなわち呼吸判定部５は、１分間の呼吸数が６回前後の適正値になっているか、を監視続ける。
【０１２４】
被検者１１の呼吸タイミングが変化したときに、報知手段９を用いて報知する。
例えば、「息をゆっくり吐いて下さい」などと報知し、図３に示す呼吸タイミングｔ（２ｎ−１）を遅らせたり、「息をもう少しゆっくり吸って下さい」などと報知し、呼吸を安静になるように誘導する。
【０１２５】
また、適正な呼吸タイミングから大きく変化したとき、血圧測定を中断することも可能である。
例えば、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの比が１対２のように、被検者１１を安静に誘導することが困難な程度に呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとがずれると、「血圧測定を中止します」などと報知するなどし、血圧測定を中断する。
【０１２６】
ところで、被検者の都合で適正な呼吸タイミングによる血圧測定ではないが、とにかく血圧値を知りたいという場合もある。
そのときは、血圧測定手段６の操作入力部６７などを操作して所定の情報Ｄｓを入力し、強制的に血圧測定を開始することもできる。
【０１２７】
［動作フローの説明：図２、図４、図６］
次に、主に図４を用いて血圧計１による血圧測定の動作フローを詳述する。
図４は、血圧計１によって呼吸タイミングを整え安静状態に移行してから上腕部にカフを巻き、血圧測定を開始して終了するまでの動作を説明するフローチャートである。以下、動作ステップはＳ１、Ｓ２、・・、Ｓｎのように略記する。
【０１２８】
まず、被検者１１は、血圧測定手段６の操作入力部６７を操作して血圧計１を作動状態にする。血圧計１からはマイクロ波Ｍが被検者１１に発信及び受信され、安静状態誘導手段２によって呼吸タイミングの監視が開始され、「指示に従って呼吸を行なって下さい」などのアナウンスが流れる。その後、図６に示すように呼吸ナビゲーションメッセージ表示器９１１の指導画面９１１ｄにグラフィカルに表現された人の顔と呼気マークＮｅと吸気マークＮｉとによって呼吸タイミングの誘導が始まる。
【０１２９】
なお、図６に示す例は、メッセージ表示器９１１の指導画面９１１ｄのグラフィカルに表現された人の顔が口を開き、呼気マークＮｅを点灯して被検者１１に息を吐くことを促すようにしており、時間表示バーグラフ９１１ａには、息を吐く長さどの程度かをバーグラフで表示する。（Ｓ１）
被検者１１は指示に従って呼吸タイミングを整える。
【０１３０】
呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとが被検者１１の呼吸毎に計測され、メッセージ表示器９１１の実時間表示器９１１ｂには、リアルタイムで、息を吐いた時間すなわち呼気実時間Ｅｔと息を吸った時間すなわち吸気実時間Ｉｔとが表示され、かつマイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏのリアルタイム波形である呼吸波形Ｇｒをグラフ表示器９１１ｃにて表示しているので、被検者１１は必要な呼吸タイミングを容易に把握できる。（Ｓ２）
【０１３１】
そして、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとが適正になるように誘導する。具体的には、まず被検者１１に対して指導画面９１１ｄの呼気マークＮｅを点灯させ、さらに時間表示バーグラフ９１１ａで呼気の時間が現在どの程度であって、あとどの位息を吐き続けるかを分かり易く伝える。（Ｓ３）
【０１３２】
呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとが適正状態、例えば、呼気実時間Ｅｔが６秒、吸気実時間Ｉｔが３秒となるように指導と監視を続け、この条件になったら継続時間を計測し、例えば３０秒間続けば、報音部９２によって「血圧測定を開始します カフを巻いて下さい」との音声メッセージを被検者１１に伝える。
なお、この継続時間は、例えば５秒から５０秒の範囲で、被検者１１の状態に応じて最適な値を選ぶことができる。
【０１３３】
また、安静条件として、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの比が２対１で、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの和が９〜１０秒、すなわち、１分間の呼吸数が６回前後となるように、数値に幅を持たせ緩和した条件にて誘導しても良い。（Ｓ４）
【０１３４】
次に、被検者１１、は血圧計１のカフ１０を上腕部に巻き、血圧測定手段６の操作入力部６７を操作して血圧測定を開始する。すると血圧測定制御部６６によって血圧が測定される。
なお、血圧測定の間にも呼吸の監視が行なわれるが、その動作については、既に説明を行なったので重複する説明は省略する。（Ｓ５）
【０１３５】
血圧測定制御部６６によって測定された最高血圧値、最低血圧値、心拍数などのバイタルデータＫｊは、表示部９１にて表示されるとともに、バイタルデータＫｊと呼気実時間Ｅｔ及び吸気実時間Ｉｔの適正値との乖離率Ｋを血圧測定制御部６６のバイタルデータメモリ６６１に記憶し、測定を終了する。（Ｓ６）
【０１３６】
以上のように、血圧計１によって被検者１１を安静状態に誘導し、そのときの血圧値が安定して測定されるので、正しい血圧測定を行うための条件の１つである身体状態を整えての血圧測定が実施できる。環境条件や身体条件によって血圧値が変動し正確な血圧値の測定が困難という従来技術の欠点が克服される。
【０１３７】
［第１の実施形態の効果説明］
ここで、第１の実施形態の効果をまとめる。
これまで電子血圧計は、測定環境と身体状態との２つの要因によって大きく測定値がばらつくという問題を抱えていた。
この問題を解決すべく従来の電子血圧計はカフの中に呼吸検出手段を設けるなどして呼吸状態を検出するようにしていたが、静かな呼吸をしていたり逆に振動が多い環境などでは測定が難しかったばかりか、そもそもカフを巻いて加圧した状態では、被検者がストレスを感じてしまい、さらに正しい血圧測定ができなかった。
【０１３８】
しかし、本発明の血圧計によれば、被検者の呼吸状態はマイクロ波によって非接触で、しかも被検者にストレスを掛けずに安静状態に誘導することができるので、信頼性の高い安定した血圧測定を実現できる。
【実施例１】
【０１３９】
［血圧計の第２の実施形態の説明：図９，図１０、図１１］
次に、図９，図１０，図１１を用いて血圧計の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態である血圧計１００は、安静誘導を行なうに際に被検者の心臓の動きをマイクロ波で検出し、心拍数が変化する様子を報知することで、被検者１１へ効果的にフィードバックを行い安静誘導の効果を上げるものである。なお、説明は第１の実施形態と重複する部分は省略する。
【０１４０】
図９は、睡眠時無呼吸判定装置１００の構成の一部を示す機能ブロック図であり、信号処理手段３ａとして、ＦＦＴ部３４と心拍数抽出部３５とが加わった点が第１の実施形態と異なる。
【０１４１】
図１０は信号処理手段３ａのＦＦＴ部３４と心拍数抽出部３５との動作を説明する波形図である。
図１１は、呼吸ナビゲーションメッセージを表示するグラフ表示器９１１ｃに、新たに心拍数の変化を表す、心拍数推移グラフＰｇを加えた呼吸メッセージ表示器９１１の外観図である。
【０１４２】
図９において、信号処理手段３ａのＦＦＴ部３４は、ドップラシフトデータＤｏを入力して、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換、以下ＦＦＴと略記する）処理する。すなわち、蓄積したドップラシフトデータＤｏをフーリエ変換し、個々の信号成分に分解した後、各成分を周波数スペクトラム上に表す処理を行い、ドップラシフトデータＤｏの周波数スペクトルデータＦｓを出力する。このときのドップラシフトデータＤｏの蓄積時間は、例えば、１０〜３０ｓｅｃである。なお、この時間は、計時部７で作成し、入力してもよい。
【０１４３】
図１０を用いてさらに詳述する。
図１０において図１０（ａ）はドップラシフトデータＤｏの時系列変化をアナログ的に表したもので、横軸は経過時間であり、縦軸はドップラシフトデータＤｏの振幅を示している。
【０１４４】
図１０（ｂ）は、信号処理手段３ａのＦＦＴ部３４の出力である周波数スペクトルデータＦｓを示しており、横軸は周波数であって、縦軸は周波数スペクトルの強度を示している。
【０１４５】
図１０（ｂ）に示すように、周波数スペクトルデータＦｓには、被検者１１の２つの生理情報すなわち心臓の拍動に基づく周波数成分である心拍スペクトルデータＳｆと、呼吸動作に基づく周波数成分である呼吸スペクトルデータＫｆとが含まれており、心拍スペクトルデータＳｆの周波数範囲Ｚｐは、例えば、０．５Ｈｚ〜３Ｈｚで、呼吸スペクトルデータＫｆの周波数範囲Ｚｒは、例えば、０．０５Ｈｚ〜０．５Ｈｚである。
【０１４６】
心拍数抽出部３５は、周波数スペクトルＦｓに含まれる被検者１１の２つの生理情報から、心拍スペクトルデータＳｆを抽出し、被検者１１の心拍数に換算し、初期心拍数Ｈｒｂとして出力する。
なお、心拍スペクトルデータＳｆは、心拍の繰り返し性を表す周波数であるから、６０倍することによって１分間の心拍数に換算することができる。
【０１４７】
また、初期心拍数Ｈｒｂの「初期」とは、血圧測定に先立って初期に測定される心拍数、という意味である。
心拍数抽出部３５が出力する初期心拍数Ｈｒｂは、表示部９１のグラフ表示器９１１ｃに入力される。グラフ表示器９１１ｃは、心拍数抽出部３５が出力する初期心拍数Ｈｒｂの数値の変化を、曲線によってアナログ的に表現する。
【０１４８】
その様子を図１１を用いて説明すると、呼吸ナビゲーションメッセージ表示器９１１の９１１ｃには、呼吸波形Ｇｒに加えて心拍数推移グラフＰｇが表示され、被検者１１は自分の心拍数の変化を把握することができる。
第１の実施形態と同様に、血圧計１００は被検者１１が安静になるように誘導するから、この心拍数推移グラフＰｇも徐々に安静状態の心拍数になっていく。例えば、被検者１１が安静になっていると思い込んでいても、心拍数推移グラフＰｇの変化が心拍数が上昇するようになっていたとすれば、被検者１１の意識と実際の身体の様子の乖離が分かる。
【０１４９】
［第２の実施形態の効果説明］
ここで、第２の実施形態の効果をまとめる。
第２の実施形態の血圧計１００の最も重要な点は、呼吸と同時に心拍数を監視することが可能であることである。被検者１１は呼吸によって心拍数が低下し、あるいは上昇することを認識できるので、より速やかに安静状態に移行でき信頼性が高い血圧測定が可能となるのである。
【０１５０】
以上、本発明の血圧計を２つの実施形態により説明した。しかし、本発明の血圧計は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば任意に変更することができることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明の血圧計は、被検者にストレスを加えることなく、適正な呼吸タイミングに誘導することができるから、被検者にとって正しい血圧値を測定できる。このため、より正確な血圧計として、家庭血圧用の血圧計として好適である。また、医療機関において医師の指導の下で血圧測定を行うときの血圧計としても適している。
【符号の説明】
【０１５２】
１ 血圧計
２ 安静状態誘導手段
３，３ａ信号処理手段
３１ マイクロ波ドップラセンサ
３１１ マイクロ波発信器
３１２ マイクロ波受信器
３１３ マイクロ波ドップラ復調器
３２ 帯域制限・ＡＤ部
３３ 微分部
３４ ＦＦＴ部
３５ 心拍数抽出部
４ 呼吸気識別手段
４１ 呼吸波形識別部
４２ 呼気時間計測部
４３ 吸気時間計測部
５ 呼吸判定部
６ 血圧測定手段
６１ 圧力センサ
６２ 加圧ポンプ
６３ 加圧制御部
６４ 排気バルブ
６５ 排気制御部
６６ 血圧測定制御部
６６１ バイタルデータメモリ
６７ 操作入力部
７ 計時部
８ メッセージ選択手段
９ 報知手段
９１ 表示部
９１１ 呼吸ナビゲーションメッセージ表示器
９１１ａ 時間表示バーグラフ
９１１ｂ 実時間表示器
９１１ｃ グラフ表示器
９１１ｄ 指導画面
９１２ バイタルデータ表示器
９２ 報音部
１０ カフ
１１ 被検者
１１ａ 胸郭内部
Ｍｅ 発射マイクロ波
Ｍｔ 反射マイクロ波
Ｅｔ 呼気実時間
Ｅｐ 呼気期間信号
Ｉｔ 吸気実時間
Ｉｐ 吸気期間信号
Ｋｈ 呼吸判定データ
Ｋｊ バイタルデータ
Ｋｆ 呼吸スペクトルデータ
Ｓｆ 心拍スペクトルデータ
Ｋ 乖離率
Ｋｅ 血圧測定許可信号
Ｎｅ 呼気マーク
Ｎｉ 吸気マーク
Ｋｎ 呼吸ナビゲーションメッセージ
Ｂｄ バイタルデータ
Ｇｒ 呼吸波形
Ｐｇ 心拍数推移グラフ
Ｅｍｅ 送信マイクロ波信号
Ｅｍｔ 受信マイクロ波信号
Ｅｏ マイクロ波ドップラシフト信号
Ｄｏ ドップラシフトデータ
Ｂｆ 呼吸変化分データＢｆ
Ｓｏ 圧力信号
Ｋｃ 加圧制御信号
Ｈｃ 排気制御信号
Ｆｓ 周波数スペクトルデータ
Ｈｒｂ 初期心拍数
Ｋｄ 加圧駆動信号
Ｈｄ 排気駆動信
Ｚｐ （心拍の）周波数帯域
Ｚｒ （呼吸の）周波数帯域
Ｔ１ 第１の時間情報
Ｔ２ 第２の時間情報
Ｔ３ 第３の時間情報
ｔ１，ｔ２，・・，ｔｎ 呼吸タイミング
【技術分野】
【０００１】
本発明は血圧測定において、被検者を安静状態に誘導し血圧の測定条件を一定にすることによって、信頼性の高い血圧測定を行なうことができる血圧計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、社会の高齢化に伴って高血圧の患者が増加している。高血圧の診断や治療薬の処方に当たっては、患者の正確な血圧値を知る必要がある。
しかし、血圧値は、測定環境と身体状態との２つの要因によって大きく変動することがあるため、測定した血圧値が正確な血圧値であるか否かを知ることは難しい。
【０００３】
正しい血圧値を測定するために測定環境を整えるという意味においては、医療機関において医師などの指導の下で血圧測定を行うのが好ましい。しかし、血圧測定のたびに医療機関に出向くのも患者にとっては負担となることから、市販の血圧計を使用して家庭内で測定することが広く浸透している。このように家庭で測定した血圧を家庭血圧と呼ぶ。
【０００４】
家庭血圧は、家庭で手軽に血圧測定がえきる利点があるものの、医師などが傍らに居て測定を実施することもないから、正しい測定環境を整えられない可能性もある。そこで、学会や医療機関などから家庭内で正しく血圧測定するためのガイドラインが多く提案されている。
【０００５】
ところで、最近の報告では、２４時間自由行動下で複数回血圧値を測定することがよいとされている。このようにすれば、１日の中での血圧値の変動やその変動パターンを知ることができるためである。なお、このようにして測定した血圧を２４時間血圧と呼ぶ。
【０００６】
２４時間血圧を知れば、患者自身では気がつかない血圧の変動状況（例えば、就寝時の血圧値の上下など）を知ることができて便利であると共に、その患者を治療する側の医療機関では、その患者への治療方針立案などに反映できる。
２４時間血圧は、比較的長い時間にわたり血圧測定を行うため、用いる血圧計も携帯性が重視される。そして、そのような血圧計の使用に係るガイドラインも発表されている。
【０００７】
そして、正しい血圧値の測定のためのもう１つの要因である身体状態を整えるという意味においては、いうまでも無く、血圧測定の際に身体を安静にすることである。
ここでいう安静とは、肉体的安静状態や精神的安定状態を指すものである。つまり、身体も精神もリラックスしている状態である。
【０００８】
運動直後などの興奮状態や精神的に緊張状態であると血管が収縮してしまうため、正しい血圧が測定できない。つまり、血圧測定時は、安静状態になるようにして臨むのがよいのである。
【０００９】
しかしながら、血圧測定の直前まで歩き回っていたなどの動作をしていたならば、被検者にその自覚はあるが、肉低的疲労や精神的ストレスが蓄積していたときなどは、安静状態に被検者がなっていないことに自覚がない場合も多い。そのような場合は、被検者は自身が安静状態にあると錯覚してしまうから、血圧測定前に積極的に安静にしようとはしないであろう。
【００１０】
これでは、被検者が正しい血圧測定に必要な身体状態になっていると思っていても、実際には正しい測定がなされていないことになってしまう。このため、血圧測定前に被検者
を安静状態に誘導する機能を有する血圧計が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
特許文献１に示した従来技術を、図１３を用いて説明する。
図１３に示したように、特許文献１に示した従来技術は、被検者の血圧を測定する血圧測定手段３００と、被検者の各呼吸のタイミングを示す情報を含む呼吸信号を検出する呼吸信号検出手段４００とがカフ２００に搭載されていて、この呼吸信号検出手段４００により検出された呼吸信号に基づいて被検者の各呼吸のタイミングを被検者にそのまま伝える伝達手段５００とを備えている。
【００１２】
さらに、呼吸信号検出手段４００により検出された呼吸信号に基づいて被検者が安静状態になったか否かを判定する安静判定手段６００と、この安静判定手段６００により安静状態と判定された場合は、前記血圧測定手段３００により血圧の測定を開始させる制御手段７００とを備えている。
【００１３】
すなわち、特許文献１に示した従来技術は、呼吸信号検出手段４００で被検者の各呼吸のタイミングを示す情報を含む呼吸信号を検出し、伝達手段５００で検出された呼吸信号に基づいて被検者の各呼吸のタイミングを被検者に伝えるものである。
【００１４】
被検者は、安静状態になったか否かが分かると共に、無理なく安静状態へ誘導され、その状態で血圧測定を開始できることにより、正しい血圧を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１０−１５８２８９号公報（第４頁〜第９頁、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１に示した従来技術は、カフ２００の内部に呼吸信号検出手段４００（エア圧検出センサ）を搭載しており、カフ２００を被測定部位に装着し、加圧した状態で被検者の呼吸を測定する。そして、測定した呼吸情報を用いて被検者の安静状態を判断する。
【００１７】
しかし、この技術は、カフ２００に呼吸信号検出手段４００を搭載しているため、カフを捲いて加圧した状態でしか呼吸を測定することできない。つまり、血圧測定前に被検者の状態を知るときに、加圧するというストレスを掛けた状態でしか測定できない。
【００１８】
すでに説明したように、血圧測定時はリラックスして臨むのが好ましく、緊張状態であると血管が収縮し、正しい血圧が測定できない。特許文献１に示した従来技術は、カフ２００による拘束があるため、被測定者は少なからずストレスが掛かっている。これでは、被測定者の肉体的安静状態や精神的安定状態を正しく知ることはできず、その状態で測定した血圧値は、被測定者の正しい血圧値であるかが分からないという問題がある。
【００１９】
すでに説明したように、呼吸の検出をカフ２００に搭載した呼吸信号検出手段４００で行なっているが、腕部に装着したカフ２００では、正確に呼吸を検出することは難しい。呼吸を検出するには、呼吸動作に伴う体動や二酸化炭素排出量などを用いることが知られているが、腕部ではそれらを正確に知る得ることは難しいからである。
【００２０】
さらにまた、特許文献１に示した従来技術は、呼吸信号検出手段４００を椅子やベッドなどに設置することや身体に間接的に装着することも示唆している。
しかし、具体的な技術内容は開示されておらず、どのような仕組みを用いてどのように
間接的に呼吸を計測するか不明である。つまり、思想が紹介されているだけであって、技術が完成しているとはいえない。
【００２１】
本発明の目的は、上記の問題を解決し、被検者にストレスを加えることなく安静状態へ誘導して信頼性の高い血圧測定ができることが可能な血圧計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するため、本発明の血圧計は下記記載の構成を採用する。
本発明の血圧計は、被検者の血圧を測定する血圧測定手段と被検者の呼吸状態から被験者を安静状態に誘導する安静状態誘導手段とを備えた血圧計において、安静状態誘導手段は、被検者にマイクロ波を照射し被検者の呼吸動作によりドップラシフトした反射マイクロ波の変化分を呼吸変化分データとして出力する信号処理手段と、前記呼吸変化分データに基づき被検者の呼気実時間及び吸気実時間を出力する呼吸気識別手段とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
このような構成とすれば、カフを加圧して身体を拘束せずに、また着衣のままで呼吸動作を検出し、安静状態を判定する上で重要な呼気実時間と吸気実時間を計測できるので、被検者を安静状態に誘導することが容易になる。
【００２４】
さらに、信号処理手段は、マイクロ波発生器とマイクロ波受信器とを備え、マイクロ波発生器より被検者にマイクロ波を照射し前記被検者の呼吸動作によりドップラシフトした反射マイクロ波に基づきマイクロ波ドップラシフト信号を出力するマイクロ波ドップラセンサと、マイクロ波ドップラシフト信号を入力して周波数帯域を制限するとともにアナログデジタル変換してドップラシフトデータとして出力する帯域制限及びＡＤ部と、ドップラシフトデータを微分して呼吸変化分データとして出力する微分部とを備えてもよい。
【００２５】
このようにすれば、呼気時間と吸気時間を計測するための呼吸変化分データを正しく検出でき、呼吸状態をより正確に把握できる。
【００２６】
また、呼吸気識別手段は、呼吸変化分データの極性変化から呼気動作と吸気動作を識別し、呼気期間信号及び吸気期間信号を出力する呼吸波形識別部と、呼気期間信号に基づき呼気実時間を算出する呼気時間計測部と、吸気期間信号に基づき吸気実時間を算出する吸気時間計測部とを備えてもよい。
【００２７】
このようにすれば、呼気時間と吸気時間を計測するための呼吸変化分データを正しく検出でき、呼吸状態をより正確に把握できる。
【００２８】
安静状態誘導手段は、被検者の呼気実時間及び吸気実時間から呼吸の安定状態を判定し呼吸判定データとして出力するとともに、被検者の呼気実時間及び吸気実時間から呼吸の安静状態が所定の時間継続したことを検出し、血圧測定許可信号を出力する呼吸判定部と、呼吸判定データに基づき呼吸ナビゲーションメッセージを出力するメッセージ選択手段と、呼吸ナビゲーションメッセージを外部に報知する報知手段とを備えてもよい。
【００２９】
このようにすれば、呼吸ナビゲーションメッセージによって被検者をより速やかにかつ正確に安静状態に誘導することができる。
【００３０】
さらに、血圧測定手段は、血圧測定完了後に血圧値と脈拍数と呼吸数とからなるバイタルデータと呼気時間及び吸気実時間の適正値からの乖離率とを記録するバイタルデータメモリを備えてもよい。
【００３１】
このように、バイタルデータと、呼気時間及び吸気実時間の適正値からの乖離率とを記録しておくことによって被検者の安静状態への移行履歴が明確化され、呼吸ナビゲーションの内容を被検者にさらに適した内容に修正することが容易になる。
【００３２】
また、呼吸ナビゲーションメッセージは、呼気実時間を６秒とし吸気実時間を３秒とする内容を含んでもよい。
【００３３】
このようにすれば、呼吸のタイミングを決める上で重要な吸気実時間と呼気実時間とが数値化され管理されるので血圧測定条の統一が計れる。
【００３４】
そして、報知手段は、血圧測定手段による血圧測定結果を表示するバイタルデータ表示器と呼吸ナビゲーションメッセージを表示する呼吸ナビゲーションメッセージ表示器とを備えた表示部と、呼吸ナビゲーションメッセージを音声で報知する報音部を備えてもよい。
【００３５】
これにより呼吸ナビゲーションメッセージは、画像による視覚的情報でなく音声による聴覚的な情報として被検者に伝わるので、被検者は安静を維持するために目もつむっていても良く、被検者にとっては精神的負担が少なく安静状態に誘導することが容易になり信頼性の高い血圧測定ができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、被検者にストレスを加えることなく安静状態へ誘導できるから、信頼性の高い血圧測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による血圧計の構成を示すブロック図ある。
【図２】本発明による血圧計の詳細の構成を示すブロックである。
【図３】本発明による血圧計の動作を説明する波形図である。
【図４】本発明による血圧計の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明による血圧計の表示手段の実施例を示す外観図である。
【図６】本発明による血圧計の表示部の実施例を示す外観図である。
【図７】本発明による血圧計の原理を説明する模式的な図である。
【図８】被検者の呼吸動作を説明する模式的な外観図である。
【図９】本発明による血圧計の第２の実施形態における詳細の構成を示すブロックである。
【図１０】本発明による血圧計の第２の実施形態における動作を説明する波形図である。
【図１１】本発明による血圧計の第２の実施形態における表示部の実施例を示す外観図である。
【図１２】呼吸変化分データＢｆの変化の様子を説明する図である。
【図１３】特許文献１に示した従来技術を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の血圧計は、マイクロ波ドップラセンサを用いて、被検者の身体にマイクロ波を照射し、その反射波を受信して波形を解析することにより、呼吸における呼気と吸気とを見分ける。具体的には、呼気と吸気の切り替わり点（以後、呼吸タイミングと称する）を検出する。
【００３９】
呼吸タイミングが適切でなければ音声で呼吸タイミングの修正を指示し、息を吐いている時間である呼気実時間と、息を吸っている時間である吸気実時間とがある定まった値に
なったときに被検者が安静状態になるという考えを利用して、呼吸タイミングを上記の条件になるように誘導するのである。
【００４０】
なお、適正な呼吸タイミングとは、呼気実時間と吸気実時間との比が、１対２であるような状態をいい、両方の時間の合計が略９秒前後が生理的に適しているとされている。したがって、呼気実時間は６秒前後で、呼気実時間はその半分の３秒が適切な条件となる。
【００４１】
また、このような条件がある程度継続している必要もある。こおため、所定の継続時間を設定し、例えば、呼気実時間と吸気実時間との比が１対２であり、その合計実時間が略９秒で、これが３０秒続けば安静状態になったとする。
【００４２】
このように、血圧測定前に安静状態にして身体条件を整えて血圧測定が行えるので、信頼性の高い血圧測定を行うことができる。
呼吸検出にマイクロ波を用いるので、カフなどで身体を加圧することがないため、被検査者にストレスが掛からない状態で呼吸タイミングを計測できる。そして、非接触であるから着衣のままでも呼吸タイミングを計測できる。
【００４３】
このように、本発明の血圧計は、マイクロ波という非接触の手段を用いて被検者の呼吸状態を検出し、適切な呼吸をしていなければ呼吸タイミングを誘導して被検者を安静状態に誘導することが大きな特徴である。
【００４４】
適正な呼吸タイミングに誘導したときの誘導方法及び誘導時間や、呼気実時間及び吸気実時間と呼吸数とを記録することができるから、被検者の生理状態と血圧値との関連も知ることができる点もさらなる特徴の１つである。
【００４５】
また、医療機関によっては、看護師などの医療従事者が血圧測定前に被検者に深呼吸を行なわせるように監督や指導を行う場合があるが、本発明の血圧計によれば、血圧測定前に被検者が安静状態になっていなければこれを是正すべく呼吸タイミングを修正し安静状態にしてから血圧測定を行うことができるので、医療従事者の負担も軽減され、信頼性の高い血圧測定が可能となる。
【００４６】
以下、本発明の血圧計について図面を用いて詳述する。
血圧計１は、血圧を測定する帯状のカフと、制御回路や報知手段などを搭載した血圧計本体とが別体であって、カフを上腕部に巻き付けるタイプであっても、またカフが箱状のケースの中に収納され、上腕部の挿入が容易になるように改良されたいわゆる上腕部挿入型の血圧計であっても、手首装着式血圧計と称しカフと血圧計本体とが一体化された構成のものであっても構わない。
【００４７】
以下の説明にあっては、帯状のカフと血圧計本体とが別体で、カフを上腕部に巻き付けるタイプを例にして説明する。
【００４８】
実施形態の説明では図面を指示して説明を行うが、指示していない図面も適宜参照されたい。また、図面はすでに説明した構成には同一の番号を付与するものとする。
【実施例】
【００４９】
以下、図１から図８を用いて本発明の血圧計１の第１の実施形態を詳述する。なお、説明においては、カフを主に左手上腕部に装着した場合を例に説明を行う。
【００５０】
［本発明の原理的説明：図７、図８］
初めに、図７を用いて、どのような仕組みでマイクロ波ドップラセンサによって、被検
者を安静状態に誘導するかについて詳述する。図７は、血圧計の原理を説明するため模式的に示すブロック図である。
【００５１】
図７において、マイクロ波ドップラセンサ３１は、例えば、約２．５ＧＨｚのマイクロ波Ｍｅを発射するマイクロ波発信器３１１と、被検者１１によって反射したマイクロ波Ｍｔを受信するマイクロ波受信器３１２と、マイクロ波ドップラ復調器３１３とで構成されている。
【００５２】
なお、以降は、発射されたマイクロ波Ｍｅを発射マイクロ波Ｍｅ、反射したマイクロ波Ｍｔを反射マイクロ波Ｍｔと称することにする。そして、これらマイクロ波をまとめて論じるときは、単にマイクロ波Ｍと称することにする。
【００５３】
マイクロ波ドップラセンサ３１には、その出力信号がアナログ信号のものとデジタル信号のものとがあるが、本実施形態では、マイクロ波ドップラ復調器３１３から出力されるマイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏはアナログ信号であり、マイクロ波ドップラセンサ３１にはアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を搭載していない例で説明をする。
【００５４】
図７において、マイクロ波発信器３１１から発射マイクロ波Ｍｅは、一部が被検者１１の表面で反射され、一部が被検者１１の中に入り胸郭内部１１ａで反射して反射マイクロ波Ｍｔとなって再び被検者１１を経由してマイクロ波受信器３１２で受信される。
【００５５】
マイクロ波発信器３１１は、発射マイクロ波Ｍｅに相当する電気信号である送信マイクロ波信号Ｅｍｅを出力し、マイクロ波受信器３１２は、受信した反射マイクロ波Ｍｔに相当する電気信号である受信マイクロ波信号Ｅｍｒを出力する。
【００５６】
マイクロ波ドップラ復調器３１３は、送信マイクロ波信号Ｅｍｅと受信マイクロ波信号Ｅｍｒとから、２つの信号の位相差信号を、電気信号であるマイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏとして出力する。
【００５７】
すなわち、マイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏには胸郭内部１１ａの動きに対応したドップラシフトが生じているので、このドップラシフト信号Ｅｏから胸郭内部の動きすなわち呼吸動作を電気信号に変換することが可能となるのである。
【００５８】
次に、図８を用いて安静状態に至らせる呼吸の方法と本発明の係わりを説明する。
図８は、被検者１１が息を吐くときと吸う時の鼻と口及び胸郭内部の動きを模式的に表したものである。図８（ａ）が息を吐くとき（呼気）の様子を、図８（ｂ）が息を吸うとき（吸気）の様子を示している。
【００５９】
図８（ａ）のように、呼気は静かに口から長く吐くのが良いとされ、胸郭内部１１ａは息を押し出すように変化する。図８（ｂ）のように、吸気は鼻から短い時間で吸うのが良いとされ、胸郭内部１１ａは外気を取り入れるように変化する。呼吸によって胸郭内部１１ａの形状が変化するので、これをマイクロ波ドップラセンサ３１を用いて検出することが本発明の基本原理である。
【００６０】
［血圧計の機能的な構成説明：図１］
次に、図１を用いて血圧計の機能的な構成を説明する。
図１は本発明による血圧計の主たる機能を示すブロック図である。
【００６１】
図１において、血圧計１は、信号処理手段３と呼吸気識別手段４と呼吸判定部５と計時
部７とメッセージ選択手段８とを備えた安静状態誘導手段２と、血圧測定手段６と報知手段９とから構成される。
【００６２】
安静状態誘導手段２は、信号処理手段３によってマイクロ波Ｍを演算処理に適した電気的な信号である呼吸変化分データＢｆに変換し、呼吸気識別手段４によって呼吸状態を反映する呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとを出力する。呼吸判定部５はこれらを入力し、呼吸状態を判定して呼吸判定データＫｈを出力する。
【００６３】
呼吸判定部５が出力する呼吸判定データＫｈは、メッセージ選択手段８に入力され、メッセージ選択手段８は適切な呼吸ナビゲーションメッセージＫｎを出力し、被検者など外部に報知手段９によって報知される。
【００６４】
呼吸判定部５は、血圧測定許可信号Ｋｅを出力し血圧測定手段６に入力し、血圧測定手段６は血圧測定許可信号Ｋｅを受けて血圧測定を開始する。
血圧計１の主たる要素は以上のような機能を有している。
【００６５】
［血圧計１の詳細な構成説明：図２］
次に、図２を用いて、血圧計１を構成する安静状態誘導手段２、血圧測定手段６、報知手段９の詳細の構成及び機能を説明する。
【００６６】
［安静状態誘導手段２の構成と機能の説明］
まず、信号処理手段３の構成及び機能を説明する。
図２に示すように、信号処理手段３は、マイクロ波ドップラセンサ３１と帯域制限及びＡＤ部３２と微分部３３とから構成される。
【００６７】
マイクロ波ドップラセンサ３１は、マイクロ波Ｍに基づきマイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏを出力し、帯域制限及びＡＤ部３２に入力する。
帯域制限及びＡＤ部３２は、マイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏの帯域を信号処理に必要な部分のみに制限したのち、アナログ信号をデジタル信号に変換（以後、ＡＤ変換と称する）して、ドップラシフトデータＤｏとして出力し、微分部３３に入力する。なお、このＡＤ変換に必要なサンプリング時間は、計時部７から入力される第１の時間情報Ｔ１を用いる。
【００６８】
微分部３３は、入力したドップラシフトデータＤｏを時間で微分し、呼吸変化分データＢｆとして出力する。
【００６９】
次に、呼吸気識別手段４の構成及び機能を説明する。
図２に示すように、呼吸気識別手段４は、呼吸波形識別部４１と呼気時間計測部４２と吸気時間計測部４３とから構成される。
【００７０】
呼吸波形識別部４１は、信号処理手段３の微分部３３が出力する呼吸変化分データＢｆに基づき呼吸変化分データＢｆの極性変化から、息を吐いている呼気区間と息を吸っている吸気区間とを識別し、それぞれ呼気期間信号Ｅｐ、吸気期間信号Ｉｐとして出力し呼気時間計測部４２と吸気時間計測部４３とに入力する。
【００７１】
呼気時間計測部４２は、呼気期間信号Ｅｐと計時部７から入力される第２の時間情報Ｔ２とから呼気期間信号Ｅｐの継続時間を計測して、呼気実時間Ｅｔとして出力し、呼吸判定部５に入力する。
同様に、吸気時間計測部４３は、吸気期間信号Ｉｐと第２の時間情報Ｔ２とから吸気期間信号Ｉｐの継続時間を計測して、吸気実時間Ｉｔとして出力し、呼吸判定部５に入力す
る。
【００７２】
次に、呼吸判定部５の機能を説明する。
図２に示すように、呼吸判定部５は、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔと計時部７が出力する第３の時間情報Ｔ３とから被検者１１の呼吸パターンを判定し、呼吸判定データＫｈを出力する。
【００７３】
呼吸判定部５には、被検者１１の呼吸の状態によって、複数のデータのパターンが備えられている。例えば、次の通りである。
呼気が長く吸気が短いとき：呼吸判定データＫｈ１
吸気が長く呼気が短いとき：呼吸判定データＫｈ２
呼吸間隔が短いとき ：呼吸判定データＫｈ３
【００７４】
呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとが予め定められた条件を満たし、それが予め定められた時間継続すると、呼吸判定データＫｈとして上記のうちのどれかが選択されて出力される。そして、呼吸判定データＫｈは、メッセージ選択手段８に入力する。
【００７５】
予め定められた条件とは、例えば、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの関係を定めた条件であって、例えば、時間比で２対１である。また、双方の時間の合計が９秒である。
呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとが、この条件のうちのどれと異なるかにより、データのパターン分けを行うのである。
そして、予め定められた時間継続とは、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの時間比が何秒続くかを定めたものであって、例えば３０秒である。
【００７６】
例えば、呼吸判定データＫｈのデータのパターンは、次のようなものである。
呼吸判定データＫｈ１：呼気実時間Ｅｔが６秒を超え、吸気実時間Ｉｔが３秒未満のとき
呼吸判定データＫｈ２：吸気実時間Ｉｔが３秒を超え、呼気実時間Ｅｔが６秒未満のとき
呼吸判定データＫｈ３：呼気実時間Ｅｔと実時間Ｉｔとの合計が８秒以下のとき
【００７７】
そして、呼吸判定部５は、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとが予め定められた条件を満たし定められた時間継続した場合には、被検者１１が安静状態になったことを示す呼吸判定データＫｈｎを出力する。例えば、呼気実時間Ｅｔが６秒、吸気実時間Ｉｔが３秒で、それが３０秒間継続した場合である。
【００７８】
次に、安静状態誘導手段２のメッセージ選択手段８の機能を説明する。
図２に示すように、安静状態誘導手段２のメッセージ選択手段８は、呼吸判定部５が出力する呼吸判定データＫｈが入力されると、被検者１１を安静にさせるための呼吸ナビゲーションメッセージＫｎを出力する。
【００７９】
呼吸ナビゲーションメッセージＫｎは、呼吸判定部５が出力する呼吸判定データＫｈを受け、その内容に応じて、例えば次のようなデータを出力する。
呼気が長く吸気が短いとき：呼吸ナビゲーションメッセージＫｎ１
吸気が長く呼気が短いとき：呼吸ナビゲーションメッセージＫｎ２
呼吸間隔が短いとき ：呼吸ナビゲーションメッセージＫｎ３
安静状態のとき ：呼吸ナビゲーションメッセージＫｎｎ
【００８０】
呼吸ナビゲーションメッセージＫｎは、報知手段９の表示部９１と報音部９２とに入力する。なお、図２に示す例では、呼吸判定データは単にＫｈと、呼吸ナビゲーションメッ
セージは単にＫｎと、それぞれ表記している。
そして、呼吸判定部５は、血圧測定許可信号Ｋｅを出力し血圧測定手段６の血圧測定制御回路６６に入力する。
【００８１】
ここで、安静状態誘導手段２の計時部７の機能を説明する。
図２に示すように、計時部７は、図示はしないが例えば水晶振動子などを用いて所定の周波数のクロック信号を出力する源振クロック部、そのクロック信号を分周して所定の分周信号を生成する分周回路部、その分周信号から時刻情報を生成する時刻生成部などで構成することができる。これらの構成は知られている時計回路で広く知られているものであるから、詳細な説明は省略する。
【００８２】
この計時部７からは、第１の時間情報Ｔ１、第２の時間情報Ｔ２、第３の時間情報Ｔ３を出力している。
第１の時間情報Ｔ１は、帯域制限及びＡＤ部３３のサンプリング時間を決めるための時刻情報を有しており、例えば、パルス周期を１０ｍｓｅｃとした信号である。
【００８３】
第２の時間情報Ｔ２は、呼気期間信号Ｅｐと吸気期間信号Ｉｐの継続時間を計測するための基準クロックで、例えば、周期を１ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃとしたパルス信号である。
【００８４】
第３の時間情報Ｔ３は、呼吸判定部５が、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの時間比が、あらかじめ定められた時間継続しているか否かを計測するための１０ｓｅｃ〜３０ｓｅｃのパルス信号と、血圧測定を行なったときの日付や時刻からなる時刻情報とを有している。
【００８５】
［血圧測定手段６の構成と機能の説明：図２］
次に、引き続き図２を用いて血圧測定手段６の構成と機能を説明する。
図２に示すように、血圧測定手段６は、カフ１０と、圧力センサ６１と、加圧ポンプ６２と、加圧制御部６３と、排気バルブ６４と、排気制御部６５と、バイタルデータメモリ６６１を備えた血圧測定制御部６６と、操作入力部６７とを備えている。
【００８６】
カフ１０は、手首の橈骨動脈を加圧して血流を阻止するための帯状の部材である。圧力センサ６１は、カフ１０の圧力を電気信号に変換して圧力信号Ｓｏとして出力する。加圧ポンプ６２は、カフ１０を加圧するためのポンプである。加圧制御部６３は、血圧測定制御部６３からの加圧制御信号Ｋｃに基づき加圧駆動信号Ｋｄを出力し加圧ポンプ６２を駆動する。
【００８７】
排気バルブ６４は、カフ１０の圧力を所定の割合で排気するためのバルブである。排気制御部６５は、血圧測定制御部６６からの排気制御信号Ｈｈに基づき排気駆動信号Ｈｄを出力し排気バルブ６４を制御する。
【００８８】
血圧測定制御部６６は、圧力信号Ｓｏと血圧測定許可信号Ｋｅとから、最高血圧や最低血圧や脈拍数などのバイタルデータＫｊを算出するとともに、血圧計１の動作を全般的に制御管理する。なお、このバイタルデータＫｊは、後述する報知手段９の表示部９１にも入力している。
【００８９】
血圧測定制御部６６のバイタルデータメモリ６６１は、そのバイタルデータＫｊを記憶するためのメモリ手段である。例えば、不揮発性記憶装置を用いることができる。
なお、この血圧測定制御部６６は、特に限定しないが、ワンチップマイクロコンピュータなどで構成すると、小型で低消費電力化ができるので便利である。このとき、バイタル
データメモリ６６１は、このワンチップマイクロコンピュータに搭載されているメモリ装置を用いることができる。
【００９０】
［報知手段９の構成と機能の説明：図２、図５、図６］
次に、図２、図５及び図６を用いて報知手段９の構成を説明する。
図５は報知手段９の実施例を示す外観図である。
図６は被検者１１に安静誘導を行なう呼吸ナビゲーションメッセージ表示器の外観図である。
【００９１】
図２及び図６に示すように、報知手段９は、表示部９１と報音部９２とから構成される。さらに表示部９１は呼吸ナビゲーションメッセージ表示器９１１とバイタルデータ表示器９１２とから構成される。
【００９２】
図６に示すように、呼吸ナビゲーションメッセージ表示器９１１は、被検者１１を安静に誘導させるための呼吸タイミングを指示する指示画面であり、時間表示マーク９１１ａと実時間表示器９１１ｂと、呼吸波形Ｇｒを表示するグラフ表示器９１１ｃと、グラフィカルに人の顔を模した画像と呼気マークＮｅと吸気マークＮｉとを表示可能な指導画面９１１ｄと、を有している。なお、グラフ表示器９１１ｃは、横軸を実時間として表示する。
【００９３】
図２及び図５に示すように、バイタルデータ表示器９１２は血圧測定手段６が出力する最高及び最低血圧や脈拍数などのバイタルデータＫｊを表示するための、最高血圧値表示部９１２ｓと、最低血圧値表示部９１２ｄと、脈拍数表示部９１２ｐとを有している。
表示部９１は、特に限定しないが、液晶表示装置で構成することができる。
【００９４】
また、図５に示すように、報音部９２は、被検者１１を安静に誘導させるため、「息を吸って下さい」、「息を吐いて下さい」のように呼吸タイミングを音声などで案内し、安静状態に至れば「その呼吸を維持して下さい」のような案内を行なう。
報音部９２は、ダイナミックスピーカやピエゾ音響素子などで構成することができる。
【００９５】
血圧計１は、適正な呼吸に導く案内を、表示部９１による文字やグラフィカルな報知と報音部９２による音声の報知とで行うことができる。
すでに説明したように、被検者１１自身が安静になろうとするときに、案内する情報が文字などであると、それを注視してしまうことで無意識のうちに緊張し、安静状態になかなかなれないときがある。血圧計１は、報音部９２からの音声による案内を併用するので、表示部９１を目視しないようにしても何ら問題はない。また、表示部９１があれば、被検験１１自身が物を注視しても緊張しない体質の場合に問題がないことに加え、被検査１１以外の人にも呼吸タイミングなどの情報を報知できるので、表示部９１と報音部９２とは必要に応じて使い分けると良い。
【００９６】
図２及び図５に示す操作入力部６７は、血圧計１の全体の動作を操作するスイッチ類である。図５に示す例では、表示部９１及び報音部９２の近傍に設けられている。
この操作入力部６７によって、例えば、表示部９１による表示や報音部９２による音声案内を選択して止めることもできる。被検者１１の好みや体質に応じて案内を選択することができるのである。
【００９７】
本発明の血圧計１は、脈拍数や呼吸数を測定できるので血圧測定時の被検者の状態を、測定した血圧値と共に記録できる。そして報知手段によりいつでもその情報を知ることができる。そうすれば、血圧値と被検者の状態を管理することができるようになるので、被検者の健康状態や仮面高血圧などを知るきっかけにもなる。
【００９８】
［第１の実施形態の動作説明：図３、図１２、図４、図６］
次に、図３、図４及び図６を用いて血圧計１の第１の実施形態の動作を説明する。
【００９９】
［安静状態誘導手段２の動作説明：図３、図１２、図４］
まず、安静状態誘導手段２の動作説明を行なう。
図３は、血圧計１の動作を説明する内部信号波形図である。縦軸に波形の振幅を、横軸には時間を示している。
【０１００】
すでに説明したように、マイクロ波ドップラセンサ３１は、発射マイクロ波Ｍｅに基づく送信マイクロ波信号Ｅｍｅと、反射マイクロ波Ｍｔに基づく受信マイクロ波信号Ｅｍｔとによるマイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏを帯域制限及びＡＤ部３２に出力する。
マイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏは、帯域制限及びＡＤ部３２によって、呼吸成分すなわち０．０３Ｈｚ〜０．５Ｈｚの周波数帯域のみの信号が抽出され、デジタル信号に変換され、呼吸動作を反映した時系列のドップラシフトデータＤｏとして出力され微分部３３に入力される。
【０１０１】
ドップラシフトデータＤｏは、微分部３３によってドップラシフトデータＤｏの時間変化率が演算され、呼吸変化分データＢｆとして出力される。図３は、被検者１１の安静時におけるドップラシフトデータＤｏと呼吸変化分データＢｆとの一例を、横軸を時間としてアナログ的表現で、変化の一例を表したものである。
すでに説明しているように、呼気実時間Ｅｔは息を吐いている時間であって、吸気実時間Ｉｔは息を吸っている時間である。
【０１０２】
胸郭内部１１ａの動きを表すドップラシフトデータＤｏを微分した呼吸変化分データＢｆは、胸郭内部の動きの変化点を表している。つまり、ある時点での呼吸変化分データＢｆの変化の様子を調べれば、被検者１１の呼吸の状態を知ることができる。
【０１０３】
その理由を図１２を用いて説明する。
図１２は、実際に呼吸した際のドップラシフトデータＤｏと、呼吸変化分データＢｆとの推移を示したものである。横軸に時間（秒）、縦軸に信号の振幅を示している。
人体が吸う動作及び吐く動作に移行する際、その切り換り点で一瞬振動的な挙動を示す。これは、肺が空気を吸う、又は吐く直前に反動を付けるために、肺内部の空気を吐き切る、又は吸い切るという動作を行うことによるものである。
したがって、この吐く動作、吸う動作の切り換り点に生ずる振動成分をドップラシフトデータＤｏの微分信号である呼吸変化分データＢｆとして検出し、振動成分が検出してから次の振動成分が検出される時間間隔を計測することにより、吸っている実時間と吐いている実時間とを計測することが可能となる。
【０１０４】
さて、図３の呼吸タイミングｔ１では、呼吸変化分データＢｆは振幅０の点を「＋」方向から「−」方向に変化していることから、この点では変化が０、すなわち胸郭内部の動きが無く、呼吸が呼気から吸気に変わった点であるといえる。
【０１０５】
例えば、この呼吸タイミングｔ１で、被検者１１に「息を吸って下さい」などとアナウンスし息を吸うように音声などで誘導する。
吸気時間が一定の期間続いた後、「吐いて下さい」とアナウンスをすると、胸郭内部１１ａの動きに伴ってドップラシフトデータＤｏが上昇する。
すると、ドップラシフトデータＤｏを微分した呼吸変化分データＢｆが再び振幅０の点を「−」方向から「＋」方向に変化して、呼吸タイミングｔ２の呼吸タイミングで吸気から呼気に変わる。
【０１０６】
呼吸気識別手段４はこのような動作を繰り返し、図３に示す吸気実時間Ｉｔと呼気実時間Ｅｔとを各々算出し、呼吸判定部５に入力する。
呼吸判定部５は、吸気実時間Ｉｔが長く呼気期間信号Ｅｔが短いと判断すると、図３に示す呼吸タイミングｔ２、ｔ４、・・、ｔ（２ｎ）を早める呼吸判定データＫｈを出力する。なお、ｎは自然数であり、以下の説明でも同様とする。
【０１０７】
また、呼吸判定部５は、呼気期間信号Ｅｔが長く吸気実時間Ｉｔが短いと判断すると、図４に示す呼吸タイミングｔ１、ｔ３、・・、ｔ（２ｎ−１）を早める呼吸判定データＫｈを出力する。
【０１０８】
メッセージ選択手段８は、呼吸判定データＫｈを入力して呼吸判定データＫｈの内容に基づく呼吸ナビゲーションメッセージＫｎを出力し報知手段９の表示部９１に入力する。
例えば、呼吸判定部５が、呼吸タイミングｔ２、ｔ４、・・、ｔ（２ｎ）を早めるための呼吸判定データＫｈを出力すると、メッセージ選択手段８は「はい、そこで吐いて下さい」のように誘導する呼吸ナビゲーションメッセージＫｎを出力する。
【０１０９】
この呼吸ナビゲーションメッセージＫｎは、呼吸ナビゲーションメッセージ表示器９１１にてグラフィカルな絵や文字で表示されるとともに、報音部９２によって音声で被検者１１に伝えられる。
被検者１１は安静に保つために目を閉じていることが多いので、被検者１１へ音声によって呼吸を誘導することは安静を保つ上で有利である。
【０１１０】
呼吸判定部５は、呼気期間信号Ｅｔと吸気実時間Ｉｔと第３の時間情報Ｔ３とによって安静状態が所定の時間継続したことを検出すると、所定の呼吸判定データＫｈを出力しメッセージ選択手段８に入力する。
【０１１１】
メッセージ選択手段８は「それではカフを静かに巻いて下さい」などと血圧測定を開始するメッセージを音声で被検者１１に伝える。
被検者１１は、カフ１０を例えば左手上腕部に巻き、血圧測定手段６の操作入力部６７を操作して血圧測定を開始する。
【０１１２】
［血圧測定手段６の動作説明：図２］
次に、図２を用いて血圧測定手段６の動作を説明する。
図２において、安静状態誘導手段２の呼吸判定部５は、被検者１１が安静に誘導されると、安静に誘導されたことを示す呼吸判定データＫｈｎを出力するとともに、血圧測定許可信号Ｋｅを血圧測定手段６の血圧測定制御部６６に入力する。
【０１１３】
メッセージ選択手段８は、呼吸判定データＫｈｎを入力して、例えば、安静状態になったことを表す呼吸ナビゲーションメッセージＫｎｎを出力し、報知手段９の報音部９２を通じて被検者１１に「安静状態になりました。カフを巻いて下さい」などと伝える。
【０１１４】
血圧測定手段６の血圧測定制御部６６は、以下のように血圧測定を開始する。すなわち、加圧制御部６３に加圧制御信号Ｋｃを出力し、加圧ポンプ６２は加圧制御部６３が出力する加圧駆動信号Ｋｄを受けてカフ１０を加圧する。
【０１１５】
圧力センサ３２によってカフ１０の圧力は刻々と血圧測定制御部６６に出力され、カフ１０が所定の圧力まで加圧されると、血圧測定制御部６６は加圧制御部６３を制御して加圧ポンプ６２の動作を停止する。
【０１１６】
血圧測定制御部６６は、排気制御信号Ｈｈを排気制御部６５に出力し、排気制御部６５は、排気制御信号Ｈｈに基づき排気バルブ６４を制御する排気駆動信号Ｈｄを排気バルブ６４に出力する。
【０１１７】
排気バルブ６４は、排気駆動信号Ｈｄに基づき、カフ１０の圧力が時間に対して一定の割合で減少するようにカフ１０を排気する。
【０１１８】
カフ１０の圧力が次第に下がると、被検者１１の血圧に応じていわゆるオシロメトリック理論に基づく圧力振動波形（図示せず）がカフ１０内に生じるので、圧力センサ６１によってこれを検出する。
【０１１９】
血圧測定制御部６６は、圧力センサ６１の圧力信号Ｓｏの圧力振動波形から、最高血圧値や最低血圧値、脈拍数などをバイタルデータＫｊとして血圧測定制御部６６のメモリ６６１に記憶すると共に、報知手段９の表示部９１に出力する。
【０１２０】
次に、血圧測定中の適正な呼吸タイミングの監視について説明する。
血圧測定中に１１の呼吸タイミングが変わり、安静状態が維持できなくなってしまうことがある。
【０１２１】
例えば、計測の途中で息が乱れるなどして適正な呼吸タイミングから外れてしまうと、計測した血圧値は信用度のおけるものではなくなる。このように息が乱れるなどなどの状態を被検者が意図せずに起こしてしまったとき、被検者自身では正しい血圧を測定したつもりでも、実際には正しくない血圧測定を行ってしまう。
【０１２２】
そのような状況を回避するため、血圧計１は、被検者１１の呼吸が適正な呼吸タイミングになり血圧測定を開始したあとも、被検者１１の呼吸状態の監視を継続することも可能である。
【０１２３】
すなわち、血圧測定が開始されても、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとを監視し呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの比が２対１になっているか、また、呼気実時間Ｅｔ＋吸気実時間Ｉｔが略１０秒、すなわち呼吸判定部５は、１分間の呼吸数が６回前後の適正値になっているか、を監視続ける。
【０１２４】
被検者１１の呼吸タイミングが変化したときに、報知手段９を用いて報知する。
例えば、「息をゆっくり吐いて下さい」などと報知し、図３に示す呼吸タイミングｔ（２ｎ−１）を遅らせたり、「息をもう少しゆっくり吸って下さい」などと報知し、呼吸を安静になるように誘導する。
【０１２５】
また、適正な呼吸タイミングから大きく変化したとき、血圧測定を中断することも可能である。
例えば、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの比が１対２のように、被検者１１を安静に誘導することが困難な程度に呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとがずれると、「血圧測定を中止します」などと報知するなどし、血圧測定を中断する。
【０１２６】
ところで、被検者の都合で適正な呼吸タイミングによる血圧測定ではないが、とにかく血圧値を知りたいという場合もある。
そのときは、血圧測定手段６の操作入力部６７などを操作して所定の情報Ｄｓを入力し、強制的に血圧測定を開始することもできる。
【０１２７】
［動作フローの説明：図２、図４、図６］
次に、主に図４を用いて血圧計１による血圧測定の動作フローを詳述する。
図４は、血圧計１によって呼吸タイミングを整え安静状態に移行してから上腕部にカフを巻き、血圧測定を開始して終了するまでの動作を説明するフローチャートである。以下、動作ステップはＳ１、Ｓ２、・・、Ｓｎのように略記する。
【０１２８】
まず、被検者１１は、血圧測定手段６の操作入力部６７を操作して血圧計１を作動状態にする。血圧計１からはマイクロ波Ｍが被検者１１に発信及び受信され、安静状態誘導手段２によって呼吸タイミングの監視が開始され、「指示に従って呼吸を行なって下さい」などのアナウンスが流れる。その後、図６に示すように呼吸ナビゲーションメッセージ表示器９１１の指導画面９１１ｄにグラフィカルに表現された人の顔と呼気マークＮｅと吸気マークＮｉとによって呼吸タイミングの誘導が始まる。
【０１２９】
なお、図６に示す例は、メッセージ表示器９１１の指導画面９１１ｄのグラフィカルに表現された人の顔が口を開き、呼気マークＮｅを点灯して被検者１１に息を吐くことを促すようにしており、時間表示バーグラフ９１１ａには、息を吐く長さどの程度かをバーグラフで表示する。（Ｓ１）
被検者１１は指示に従って呼吸タイミングを整える。
【０１３０】
呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとが被検者１１の呼吸毎に計測され、メッセージ表示器９１１の実時間表示器９１１ｂには、リアルタイムで、息を吐いた時間すなわち呼気実時間Ｅｔと息を吸った時間すなわち吸気実時間Ｉｔとが表示され、かつマイクロ波ドップラシフト信号Ｅｏのリアルタイム波形である呼吸波形Ｇｒをグラフ表示器９１１ｃにて表示しているので、被検者１１は必要な呼吸タイミングを容易に把握できる。（Ｓ２）
【０１３１】
そして、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとが適正になるように誘導する。具体的には、まず被検者１１に対して指導画面９１１ｄの呼気マークＮｅを点灯させ、さらに時間表示バーグラフ９１１ａで呼気の時間が現在どの程度であって、あとどの位息を吐き続けるかを分かり易く伝える。（Ｓ３）
【０１３２】
呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとが適正状態、例えば、呼気実時間Ｅｔが６秒、吸気実時間Ｉｔが３秒となるように指導と監視を続け、この条件になったら継続時間を計測し、例えば３０秒間続けば、報音部９２によって「血圧測定を開始します カフを巻いて下さい」との音声メッセージを被検者１１に伝える。
なお、この継続時間は、例えば５秒から５０秒の範囲で、被検者１１の状態に応じて最適な値を選ぶことができる。
【０１３３】
また、安静条件として、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの比が２対１で、呼気実時間Ｅｔと吸気実時間Ｉｔとの和が９〜１０秒、すなわち、１分間の呼吸数が６回前後となるように、数値に幅を持たせ緩和した条件にて誘導しても良い。（Ｓ４）
【０１３４】
次に、被検者１１、は血圧計１のカフ１０を上腕部に巻き、血圧測定手段６の操作入力部６７を操作して血圧測定を開始する。すると血圧測定制御部６６によって血圧が測定される。
なお、血圧測定の間にも呼吸の監視が行なわれるが、その動作については、既に説明を行なったので重複する説明は省略する。（Ｓ５）
【０１３５】
血圧測定制御部６６によって測定された最高血圧値、最低血圧値、心拍数などのバイタルデータＫｊは、表示部９１にて表示されるとともに、バイタルデータＫｊと呼気実時間Ｅｔ及び吸気実時間Ｉｔの適正値との乖離率Ｋを血圧測定制御部６６のバイタルデータメモリ６６１に記憶し、測定を終了する。（Ｓ６）
【０１３６】
以上のように、血圧計１によって被検者１１を安静状態に誘導し、そのときの血圧値が安定して測定されるので、正しい血圧測定を行うための条件の１つである身体状態を整えての血圧測定が実施できる。環境条件や身体条件によって血圧値が変動し正確な血圧値の測定が困難という従来技術の欠点が克服される。
【０１３７】
［第１の実施形態の効果説明］
ここで、第１の実施形態の効果をまとめる。
これまで電子血圧計は、測定環境と身体状態との２つの要因によって大きく測定値がばらつくという問題を抱えていた。
この問題を解決すべく従来の電子血圧計はカフの中に呼吸検出手段を設けるなどして呼吸状態を検出するようにしていたが、静かな呼吸をしていたり逆に振動が多い環境などでは測定が難しかったばかりか、そもそもカフを巻いて加圧した状態では、被検者がストレスを感じてしまい、さらに正しい血圧測定ができなかった。
【０１３８】
しかし、本発明の血圧計によれば、被検者の呼吸状態はマイクロ波によって非接触で、しかも被検者にストレスを掛けずに安静状態に誘導することができるので、信頼性の高い安定した血圧測定を実現できる。
【実施例１】
【０１３９】
［血圧計の第２の実施形態の説明：図９，図１０、図１１］
次に、図９，図１０，図１１を用いて血圧計の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態である血圧計１００は、安静誘導を行なうに際に被検者の心臓の動きをマイクロ波で検出し、心拍数が変化する様子を報知することで、被検者１１へ効果的にフィードバックを行い安静誘導の効果を上げるものである。なお、説明は第１の実施形態と重複する部分は省略する。
【０１４０】
図９は、睡眠時無呼吸判定装置１００の構成の一部を示す機能ブロック図であり、信号処理手段３ａとして、ＦＦＴ部３４と心拍数抽出部３５とが加わった点が第１の実施形態と異なる。
【０１４１】
図１０は信号処理手段３ａのＦＦＴ部３４と心拍数抽出部３５との動作を説明する波形図である。
図１１は、呼吸ナビゲーションメッセージを表示するグラフ表示器９１１ｃに、新たに心拍数の変化を表す、心拍数推移グラフＰｇを加えた呼吸メッセージ表示器９１１の外観図である。
【０１４２】
図９において、信号処理手段３ａのＦＦＴ部３４は、ドップラシフトデータＤｏを入力して、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換、以下ＦＦＴと略記する）処理する。すなわち、蓄積したドップラシフトデータＤｏをフーリエ変換し、個々の信号成分に分解した後、各成分を周波数スペクトラム上に表す処理を行い、ドップラシフトデータＤｏの周波数スペクトルデータＦｓを出力する。このときのドップラシフトデータＤｏの蓄積時間は、例えば、１０〜３０ｓｅｃである。なお、この時間は、計時部７で作成し、入力してもよい。
【０１４３】
図１０を用いてさらに詳述する。
図１０において図１０（ａ）はドップラシフトデータＤｏの時系列変化をアナログ的に表したもので、横軸は経過時間であり、縦軸はドップラシフトデータＤｏの振幅を示している。
【０１４４】
図１０（ｂ）は、信号処理手段３ａのＦＦＴ部３４の出力である周波数スペクトルデータＦｓを示しており、横軸は周波数であって、縦軸は周波数スペクトルの強度を示している。
【０１４５】
図１０（ｂ）に示すように、周波数スペクトルデータＦｓには、被検者１１の２つの生理情報すなわち心臓の拍動に基づく周波数成分である心拍スペクトルデータＳｆと、呼吸動作に基づく周波数成分である呼吸スペクトルデータＫｆとが含まれており、心拍スペクトルデータＳｆの周波数範囲Ｚｐは、例えば、０．５Ｈｚ〜３Ｈｚで、呼吸スペクトルデータＫｆの周波数範囲Ｚｒは、例えば、０．０５Ｈｚ〜０．５Ｈｚである。
【０１４６】
心拍数抽出部３５は、周波数スペクトルＦｓに含まれる被検者１１の２つの生理情報から、心拍スペクトルデータＳｆを抽出し、被検者１１の心拍数に換算し、初期心拍数Ｈｒｂとして出力する。
なお、心拍スペクトルデータＳｆは、心拍の繰り返し性を表す周波数であるから、６０倍することによって１分間の心拍数に換算することができる。
【０１４７】
また、初期心拍数Ｈｒｂの「初期」とは、血圧測定に先立って初期に測定される心拍数、という意味である。
心拍数抽出部３５が出力する初期心拍数Ｈｒｂは、表示部９１のグラフ表示器９１１ｃに入力される。グラフ表示器９１１ｃは、心拍数抽出部３５が出力する初期心拍数Ｈｒｂの数値の変化を、曲線によってアナログ的に表現する。
【０１４８】
その様子を図１１を用いて説明すると、呼吸ナビゲーションメッセージ表示器９１１の９１１ｃには、呼吸波形Ｇｒに加えて心拍数推移グラフＰｇが表示され、被検者１１は自分の心拍数の変化を把握することができる。
第１の実施形態と同様に、血圧計１００は被検者１１が安静になるように誘導するから、この心拍数推移グラフＰｇも徐々に安静状態の心拍数になっていく。例えば、被検者１１が安静になっていると思い込んでいても、心拍数推移グラフＰｇの変化が心拍数が上昇するようになっていたとすれば、被検者１１の意識と実際の身体の様子の乖離が分かる。
【０１４９】
［第２の実施形態の効果説明］
ここで、第２の実施形態の効果をまとめる。
第２の実施形態の血圧計１００の最も重要な点は、呼吸と同時に心拍数を監視することが可能であることである。被検者１１は呼吸によって心拍数が低下し、あるいは上昇することを認識できるので、より速やかに安静状態に移行でき信頼性が高い血圧測定が可能となるのである。
【０１５０】
以上、本発明の血圧計を２つの実施形態により説明した。しかし、本発明の血圧計は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば任意に変更することができることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明の血圧計は、被検者にストレスを加えることなく、適正な呼吸タイミングに誘導することができるから、被検者にとって正しい血圧値を測定できる。このため、より正確な血圧計として、家庭血圧用の血圧計として好適である。また、医療機関において医師の指導の下で血圧測定を行うときの血圧計としても適している。
【符号の説明】
【０１５２】
１ 血圧計
２ 安静状態誘導手段
３，３ａ信号処理手段
３１ マイクロ波ドップラセンサ
３１１ マイクロ波発信器
３１２ マイクロ波受信器
３１３ マイクロ波ドップラ復調器
３２ 帯域制限・ＡＤ部
３３ 微分部
３４ ＦＦＴ部
３５ 心拍数抽出部
４ 呼吸気識別手段
４１ 呼吸波形識別部
４２ 呼気時間計測部
４３ 吸気時間計測部
５ 呼吸判定部
６ 血圧測定手段
６１ 圧力センサ
６２ 加圧ポンプ
６３ 加圧制御部
６４ 排気バルブ
６５ 排気制御部
６６ 血圧測定制御部
６６１ バイタルデータメモリ
６７ 操作入力部
７ 計時部
８ メッセージ選択手段
９ 報知手段
９１ 表示部
９１１ 呼吸ナビゲーションメッセージ表示器
９１１ａ 時間表示バーグラフ
９１１ｂ 実時間表示器
９１１ｃ グラフ表示器
９１１ｄ 指導画面
９１２ バイタルデータ表示器
９２ 報音部
１０ カフ
１１ 被検者
１１ａ 胸郭内部
Ｍｅ 発射マイクロ波
Ｍｔ 反射マイクロ波
Ｅｔ 呼気実時間
Ｅｐ 呼気期間信号
Ｉｔ 吸気実時間
Ｉｐ 吸気期間信号
Ｋｈ 呼吸判定データ
Ｋｊ バイタルデータ
Ｋｆ 呼吸スペクトルデータ
Ｓｆ 心拍スペクトルデータ
Ｋ 乖離率
Ｋｅ 血圧測定許可信号
Ｎｅ 呼気マーク
Ｎｉ 吸気マーク
Ｋｎ 呼吸ナビゲーションメッセージ
Ｂｄ バイタルデータ
Ｇｒ 呼吸波形
Ｐｇ 心拍数推移グラフ
Ｅｍｅ 送信マイクロ波信号
Ｅｍｔ 受信マイクロ波信号
Ｅｏ マイクロ波ドップラシフト信号
Ｄｏ ドップラシフトデータ
Ｂｆ 呼吸変化分データＢｆ
Ｓｏ 圧力信号
Ｋｃ 加圧制御信号
Ｈｃ 排気制御信号
Ｆｓ 周波数スペクトルデータ
Ｈｒｂ 初期心拍数
Ｋｄ 加圧駆動信号
Ｈｄ 排気駆動信
Ｚｐ （心拍の）周波数帯域
Ｚｒ （呼吸の）周波数帯域
Ｔ１ 第１の時間情報
Ｔ２ 第２の時間情報
Ｔ３ 第３の時間情報
ｔ１，ｔ２，・・，ｔｎ 呼吸タイミング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の血圧を測定する血圧測定手段と前記被検者の呼吸状態から前記被験者を安静状態に誘導する安静状態誘導手段とを備えた血圧計において、
前記安静状態誘導手段は、
前記被検者にマイクロ波を照射し前記被検者の呼吸動作によりドップラシフトした反射マイクロ波の変化分を呼吸変化分データとして出力する信号処理手段と、
前記呼吸変化分データに基づき被検者の呼気実時間及び吸気実時間を出力する呼吸気識別手段と、
を備えたことを特徴とする血圧計。
【請求項２】
前記信号処理手段は、
マイクロ波発生器とマイクロ波受信器とを備え、前記マイクロ波発生器より前記被検者にマイクロ波を照射し前記被検者の呼吸動作によりドップラシフトした反射マイクロ波に基づきマイクロ波ドップラシフト信号を出力するマイクロ波ドップラセンサと、
前記マイクロ波ドップラシフト信号を入力して周波数帯域を制限するとともにアナログデジタル変換してドップラシフトデータとして出力する帯域制限及びＡＤ部と、
前記ドップラシフトデータを微分して前記呼吸変化分データとして出力する微分部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の血圧計。
【請求項３】
前記呼吸気識別手段は、
前記呼吸変化分データの極性変化から呼気動作と吸気動作を識別し、呼気期間信号及び吸気期間信号を出力する呼吸波形識別部と、
前記呼気期間信号に基づき前記呼気実時間を算出する呼気時間計測部と、
前記吸気期間信号に基づき前記吸気実時間を算出する吸気時間計測部と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の血圧計。
【請求項４】
前記安静状態誘導手段は、
前記被検者の前記呼気実時間及び前記吸気実時間から呼吸の安定状態を判定し呼吸判定データとして出力するとともに、前記被検者の前記呼気実時間及び前記吸気実時間から呼吸の安静状態が所定の時間継続したことを検出し血圧測定許可信号を出力する呼吸判定部と、
前記呼吸判定データに基づき呼吸ナビゲーションメッセージを出力するメッセージ選択手段と、
前記呼吸ナビゲーションメッセージを外部に報知する報知手段と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の血圧計。
【請求項５】
前記血圧測定手段は、
血圧測定完了後に血圧値と脈拍数と呼吸数とからなるバイタルデータと前記呼気時間及び前記吸気実時間の適正値からの乖離率とを記録するバイタルデータメモリと、
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の血圧計。
【請求項６】
前記呼吸ナビゲーションメッセージは、前記呼気実時間を６秒とし前記吸気実時間を３秒とする内容を含むものであることを特徴とする請求項５に記載の血圧計。
【請求項７】
前記報知手段は、
前記圧測定手段による血圧測定結果を表示するバイタルデータ表示器と前記呼吸ナビゲーションメッセージを表示する呼吸ナビゲーションメッセージ表示器とを備えた表示部と、前記呼吸ナビゲーションメッセージを音声で報知する報音部と、
を備えたことを特徴とする請求項６に記載の血圧計。
【請求項１】
被検者の血圧を測定する血圧測定手段と前記被検者の呼吸状態から前記被験者を安静状態に誘導する安静状態誘導手段とを備えた血圧計において、
前記安静状態誘導手段は、
前記被検者にマイクロ波を照射し前記被検者の呼吸動作によりドップラシフトした反射マイクロ波の変化分を呼吸変化分データとして出力する信号処理手段と、
前記呼吸変化分データに基づき被検者の呼気実時間及び吸気実時間を出力する呼吸気識別手段と、
を備えたことを特徴とする血圧計。
【請求項２】
前記信号処理手段は、
マイクロ波発生器とマイクロ波受信器とを備え、前記マイクロ波発生器より前記被検者にマイクロ波を照射し前記被検者の呼吸動作によりドップラシフトした反射マイクロ波に基づきマイクロ波ドップラシフト信号を出力するマイクロ波ドップラセンサと、
前記マイクロ波ドップラシフト信号を入力して周波数帯域を制限するとともにアナログデジタル変換してドップラシフトデータとして出力する帯域制限及びＡＤ部と、
前記ドップラシフトデータを微分して前記呼吸変化分データとして出力する微分部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の血圧計。
【請求項３】
前記呼吸気識別手段は、
前記呼吸変化分データの極性変化から呼気動作と吸気動作を識別し、呼気期間信号及び吸気期間信号を出力する呼吸波形識別部と、
前記呼気期間信号に基づき前記呼気実時間を算出する呼気時間計測部と、
前記吸気期間信号に基づき前記吸気実時間を算出する吸気時間計測部と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の血圧計。
【請求項４】
前記安静状態誘導手段は、
前記被検者の前記呼気実時間及び前記吸気実時間から呼吸の安定状態を判定し呼吸判定データとして出力するとともに、前記被検者の前記呼気実時間及び前記吸気実時間から呼吸の安静状態が所定の時間継続したことを検出し血圧測定許可信号を出力する呼吸判定部と、
前記呼吸判定データに基づき呼吸ナビゲーションメッセージを出力するメッセージ選択手段と、
前記呼吸ナビゲーションメッセージを外部に報知する報知手段と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の血圧計。
【請求項５】
前記血圧測定手段は、
血圧測定完了後に血圧値と脈拍数と呼吸数とからなるバイタルデータと前記呼気時間及び前記吸気実時間の適正値からの乖離率とを記録するバイタルデータメモリと、
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の血圧計。
【請求項６】
前記呼吸ナビゲーションメッセージは、前記呼気実時間を６秒とし前記吸気実時間を３秒とする内容を含むものであることを特徴とする請求項５に記載の血圧計。
【請求項７】
前記報知手段は、
前記圧測定手段による血圧測定結果を表示するバイタルデータ表示器と前記呼吸ナビゲーションメッセージを表示する呼吸ナビゲーションメッセージ表示器とを備えた表示部と、前記呼吸ナビゲーションメッセージを音声で報知する報音部と、
を備えたことを特徴とする請求項６に記載の血圧計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２０５６７３（Ｐ２０１２−２０５６７３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２２９４（Ｐ２０１１−７２２９４）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】（５０７３５１８８３）シチズン・システムズ株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】（５０７３５１８８３）シチズン・システムズ株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
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