電子血圧計
【課題】測定結果に大きな影響を与えるような体動を検出したときにのみ、それを報知して再測定を促すようにし、電子血圧計の信頼性を高める。
【解決手段】カフ１内の圧力を加圧手段２により加圧中、あるいは減圧手段３によって減圧中に、カフ内の圧力を圧力センサ４によって検出し、その検出信号中に含まれる脈波成分を脈波検出手段１３によって検出し、ノイズ分離記憶手段１４によって脈波中のノイズを判定し、その波高値をノイズ値として正常な脈波の波高値とは区別して記憶し、血圧算出手段１５により正常な脈波の最大波高値に基づいて最高血圧と最低血圧を算出して、表示手段８に表示させるとともに、体動検出手段１６によって、記憶したノイズ値のうち最大ノイズ値と上記最大波高値とを比較して、一定値以上の差又は比があったときにノイズを体動として検出し、それを体動報知手段９によって報知する。
【解決手段】カフ１内の圧力を加圧手段２により加圧中、あるいは減圧手段３によって減圧中に、カフ内の圧力を圧力センサ４によって検出し、その検出信号中に含まれる脈波成分を脈波検出手段１３によって検出し、ノイズ分離記憶手段１４によって脈波中のノイズを判定し、その波高値をノイズ値として正常な脈波の波高値とは区別して記憶し、血圧算出手段１５により正常な脈波の最大波高値に基づいて最高血圧と最低血圧を算出して、表示手段８に表示させるとともに、体動検出手段１６によって、記憶したノイズ値のうち最大ノイズ値と上記最大波高値とを比較して、一定値以上の差又は比があったときにノイズを体動として検出し、それを体動報知手段９によって報知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カフ圧に重畳される心拍毎の動脈脈波成分に基づいて、最高血圧及び最低血圧を算出する振動法（オシロメトリック法）による電子血圧計に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような電子血圧計による血圧測定は、被測定者の上腕にゴム嚢を内蔵したカフを巻回して装着し、カフ内の圧力を徐々に加圧又は減圧する過程で、カフ内の圧力（カフ圧）信号に重畳する血流の拍動による脈波を検出し、その脈波の最大波高値を判定して、それに所定比率αを乗じて得られる波高値が発生する時期に相当する高い方のカフ圧を最高血圧として、異なる比率βを乗じて得られる波高値が発生する時期に相当する低い方のカフ圧を最低血圧として、それぞれ算出する（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、血圧測定時に被測定者の腕や指など体の動きである体動（アーチファクト）が生じると、腕の筋肉が伸縮してカフ内の容積が変化し、結果としてカフ圧信号に急激な減圧又は加圧が生じる。このように急激なカフ圧変化が生じると、脈波を正確に検出することができず、血圧の測定精度に悪影響を与えてしまう。
【０００４】
そこで、従来から電子血圧計によりカフ内の圧力を徐々に加圧又は減圧する過程で、カフ圧信号に重畳する脈波を検出する際に、体動を含む異常データやノイズ信号を除去して、適切な脈波のみによって最高血圧および最低血圧を算出することが、種々提案されている（特許文献２および特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平３−６２０８８号公報
【特許文献２】特公平５−３２０５３号公報
【特許文献３】特開平７−３９５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、異常データやノイズ信号を除去した適切な脈波のみによって最高血圧および最低血圧を算出するようにすれば、多少の異常データやノイズがあっても血圧の測定は可能になるが、大きな体動があった場合は測定結果の信頼性は低いものであった。
【０００７】
そこで、測定中に異常データやノイズが検出された場合には、測定結果とともにそれを表示又は警告音などで報知して、被測定者に測定結果の信頼性が低いことを認識させ、再測定を促すことが考えられる。しかし、測定中の異常データやノイズは、測定結果に大きな影響を与えるものばかりではないので、頻繁にそのような報知がなされると、被測定者にとって煩わしいばかりか、電子血圧計自体の信頼性に疑念が持たれることにもなりかねないという問題があった。
【０００８】
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、測定中に測定結果に大きな影響を与えない程度の異常データやノイズがあっても、それを報知せず、測定結果に大きな影響を与えるような体動を検出したときにのみ、それを報知して再測定を促すようにした電子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】
【０００９】
この発明による電子血圧計は上記の目的を達成するため、カフと、そのカフ内の圧力を加圧する加圧手段と、カフ内の圧力を減圧する減圧手段と、上記加圧と減圧を制御する制御手段と、上記カフ内の圧力を検出する圧力センサと、その圧力センサの出力信号中に含まれる脈波成分を検出する脈波検出手段と、その脈波成分から血圧を算出する血圧算出手段と、上記脈波成分に含まれるノイズを判定してそのノイズの波高値をノイズ値として正常な脈波の波高値とは区別して記憶するノイズ分離記憶手段と、上記記憶したノイズ値のうち最大ノイズ値と上記最大波高値とを比較して一定値以上の差又は比があったときに最大ノイズを体動として検出する体動検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記脈波検出手段は、上記加圧手段によって上記カフ内を加圧中に、あるいは所定圧力まで加圧した後前記減圧手段により上記カフ内を減圧中に、上記圧力センサの出力信号中に含まれる脈波成分を検出するのが望ましい。
【００１１】
また、従来の電子血圧計と同様に、上記正常な脈波の最大波高値に基づいて最高血圧と最低血圧を算出する血圧算出手段と、その血圧算出手段によって算出された上記最高血圧と最低血圧を表示する表示手段とを設けることは適宜なし得る。
【００１２】
さらに、上記体動検出手段によって体動を検出したときにそれを報知する体動報知手段を設けるのが望ましい。しかし、体動を検出したときにそれを報知せずに血圧測定を中断するようにしてもよい。
【００１３】
上記ノイズ分離記憶手段は、順次複数の脈波の波高値を相互に比較して、他の波高値に対して所定値以上の差又は比を有する波高値はノイズと判定してその波高値をノイズ値として記憶し、それ以外の波高値を正常な脈波の波高値として記憶する手段であってもよい。
【００１４】
上記電子血圧計はさらに、上記加圧手段によって上記カフ内を加圧中に、上記圧力センサの出力信号を微分する微分手段と、その微分波形から体動の有無を判定する体動判定手段を有してもよい。
【００１５】
上記体動報知手段を設ける場合、血圧の測定結果を表示する表示手段に体動ありを文字又は図形で表示させる手段であるか、あるいは音声、警告音、警告ランプの点灯又は点滅、上記表示手段による測定結果の表示の点滅又は表示色の変更のいずれかによって体動ありを知らせる手段であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明による電子血圧計は、血圧測定中に検出される脈波成分に異常データやノイズが混入しても、それらを除外して血圧を精度よく算出可能にし、測定結果に大きな影響を与えるようなノイズを検出したときにのみ体動として検出するので、体動の検出を報知したり、測定を中断したりして再測定を促すことができる。そのため、頻繁に体動が報知されたり、測定が中断されたりして測定精度に対する信頼性を損なうようなことがなくなり、血圧測定の信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明による電子血圧計の各実施形態に共通の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明による電子血圧計の減圧時に測定する第１の実施形態によるカフ内減圧中における圧力センサの出力信号（圧力検出信号）の例を示す波形図である。
【図３】図２に示した圧力センサの出力信号中に含まれる脈波成分の脈波高と最高血圧及び最低血圧との関係並びにノイズ成分を示す線図である。
【図４】図１に示したマイクロコンピュータ６による減圧時測定の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】この発明による電子血圧計の加圧時に測定する第２の実施形態による圧力センサの出力信号（圧力検出信号）の例を示す波形図である。
【図６】同じくその圧力検出信号の微分波形を示す波形図である。
【図７】図５に示した圧力センサの出力信号中に含まれる脈波成分の脈波高と最高血圧及び最低血圧との関係並びにノイズ成分を示す線図である。
【図８】図１に示したマイクロコンピュータ６による加圧時測定の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
〔各実施形態に共通の構成〕
まず、この発明による電子血圧計の実施形態に共通の構成を図１によって説明する。
図１はその電子血圧計の構成を示すブロック図であり、（ａ）は全体の概略構成図、（ｂ）は（ａ）における記憶演算手段１０の機能構成を示す機能ブロック図である。
【００２０】
この電子血圧計は、図１（ａ）に示すように、カフ１と、そのカフ１とそれぞれチューブ１２で接続された加圧手段２、減圧手段３、および圧力センサ４とを備え、さらに信号系としてＡ／Ｄコンバータ５、マイクロコンピュータ６、操作手段７、表示手段８、および体動報知手段９を備えている。図中白抜き太線は空気の流れを、黒太線は信号の流れをそれぞれ示している。
【００２１】
カフ１は、被測定者の上腕又は手首に巻くゴム嚢を一体にした帯状又は筒状の柔軟な部材である。加圧手段２は、チューブ１２を通してカフ内に空気を送り込んで加圧する加圧ポンプ、減圧手段３は、チューブ１２を通してカフ内の空気を一定速度で逃がして減圧する定速減圧と残りの空気を急速に排気する急速減圧を行うための減圧弁とからなる。
【００２２】
圧力センサ４は、カフ１内の圧力を検出して電気信号に変換するセンサであり、例えば半導体圧力変換素子や歪ゲージ等を使用する。Ａ／Ｄコンバータ５は、圧力センサ４から出力されるアナログの電気信号（例えば電圧信号）を多値デジタル信号に変換する。
【００２３】
マイクロコンピュータ６は、中央演算処理ユニットであるＣＰＵ、読み出し専用メモリ（プログラムメモリ）であるＲＯＭ、読み出し書き込みメモリ（データメモリ）であるＲＡＭ、および入出力部であるＩ／Ｏポートと、それらを接続するＣＰＵバス等からなり、ＲＯＭに格納された血圧測定プログラムをＣＰＵが実行することによって、血圧測定の処理を実行するが、図１（ａ）では記憶・演算手段１０と制御手段１１とに分けて示している。
【００２４】
制御手段１１の機能は、加圧手段２による加圧動作と減圧手段３による定速減圧動作および急速減圧動作を制御することである。減圧時に血圧を測定する場合は、操作手段７の測定開始ボタン（図示せず）が押されると、加圧手段２の加圧ポンプを動作させて、カフ１内に空気を送り込んで比較的速く加圧させ、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力が所定値に達すると加圧ポンプを停止させる。その後、減圧手段３によって定速減圧を行なう。このとき、定速減圧の弁にゴム排気弁を用いた場合は、ゴム排気弁によりほぼ一定速度で減圧される。そして、血圧測定終了時には、ゴム排気弁とは別に設けた急速減圧弁を開き、カフ１内に残った空気を急速に排気させる。また、定速減圧弁に電磁弁を用いた場合は、カフ１内が一定速度で減圧するように、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力の検出値に応じて電磁弁の開度を制御する。そして、血圧測定終了時には
、電磁弁を全開にして、カフ１内に残った空気を急速に排気させる。
【００２５】
加圧時に血圧を測定する場合は、操作手段７の測定開始ボタンが押されると、加圧手段２の加圧ポンプを動作させるとともに、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力値に応じて、カフ１内を一定の速度で加圧するように制御する。そして、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力が所定値に達すると加圧ポンプを停止させ、減圧手段３の急速減圧弁を全開にして、カフ１内の空気を急速に排気させる。
【００２６】
マイクロコンピュータ６による記憶・演算手段１０の機能については後述する。
【００２７】
操作手段７は、血圧測定時に被測定者によって操作される各種ボタンやスイッチ等を有し、例えば電源スイッチを兼ねた測定開始ボタンや、被測定者の識別子を入力するためのＩＤボタン、測定結果を記憶させるメモリボタンなどが適宜設けられる。
【００２８】
表示手段８は、マイクロコンピュータ６の記憶・演算手段１０によって算出された最高血圧及び最低血圧を表示するもので、例えば液晶表示装置である。この表示手段８に、脈拍数や時間なども表示してもよい。
【００２９】
体動報知手段９は、マイクロコンピュータ６の記憶・演算手段１０によって体動が検出されたときに、それを報知する手段であり、人声音発生器による音声で「体動がありましたので測定し直して下さい」と告げたり、電子ブザーで警告音を発したり、警告ランプを点灯又は点滅させたりする。あるいは表示手段８を兼用して、表示手段８に「体動あり」を文字又は図形（マーク）で表示させたり、測定結果である最高血圧及び最低血圧の表示を点滅させたり、正常な場合と異なる色で表示させたりしてもよい。
【００３０】
マイクロコンピュータ６による記憶・演算手段１０の機能は、図１（ｂ）に示すように、圧力センサ４の出力信号をＡ／Ｄコンバータを介してデジタル化して入力し、その信号中に含まれる脈波成分を検出する脈波検出手段１３と、その脈波成分に含まれるノイズを判定してそのノイズの波高値をノイズ値として正常な脈波の波高値とは区別して記憶するノイズ分離記憶手段１４と、ノイズ分離記憶手段１４に記憶した正常な脈波の最大波高値に基づいて最高血圧と最低血圧を算出する血圧算出手段１５と、ノイズ分離記憶手段１４に記憶したノイズ値のうち最大ノイズ値と上記最大波高値とを比較して一定値以上の差又は比があったときに体動を検出する体動検出手段１６の機能を有する。
【００３１】
脈波検出手段１３は、減圧時に血圧を測定する場合はＡ／Ｄコンバータを介して入力される圧力信号の低下中に脈波成分を検出し、加圧時に血圧を測定する場合はＡ／Ｄコンバータを介して入力される圧力信号の上昇中に脈波成分を検出する。
【００３２】
血圧算出手段１５によって算出した最高血圧と最低血圧は表示手段８によって表示され、体動検出手段１６によって体動を検出した場合には、体動報知手段９によって報知される。
【００３３】
〔第１の実施形態〕
そこで先ず、この発明の第１の実施形態として、カフ１内の減圧時に測定する実施形態について、図２〜図４を参照して説明する。
【００３４】
この実施形態では、図１によって前述したように、操作手段７の測定開始ボタンが押されると、加圧手段２の加圧ポンプを動作させて、カフ１内に空気を送り込んで比較的速く加圧させ、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力が所定値に達すると加圧ポンプを停止させる。その後、減圧手段３によってカフ１内の圧力を一定速度で減圧させる。
【００３５】
カフ１内の圧力が所定値に達したときに被測定者の腕の血管を圧迫して血流を止め、その後圧迫を緩めていくと血流が回復して動脈が拍動するため、カフ内圧力に重畳して心拍に同期した脈動現象（脈波）が現れる。その脈動の出始めは小さく、減圧に従って大きくなり、やがて最大振幅を示した後再び小さくなる。
【００３６】
図２は、そのカフ内減圧中における圧力センサ４の出力信号である圧力検出信号の例を示す波形図である。図２において横軸は時間〔ｓｅｃ〕であり、縦軸は圧力〔ｍｍＨｇ〕である。カフ内圧力は直線Ｌ１で示すように時間と共に一定の割合で低下していくが、そこに脈動による圧力上昇が周期的に生じている。これを脈波Ｐｓと称する。また、被測定者が腕や指などを動かしたり、咳をしたりするなどの体動が生じると大きな圧力変化Ｐｎが発生する。
【００３７】
この図２に示す圧力検出信号から、図１（ｂ）に示した脈波検出手段１３が検出した各脈波（体動等のノイズ成分も含む）を図３に示す。図３における横軸は各脈波が上昇し始める時点の脈波開始圧力〔ｍｍＨｇ〕であり、縦軸はその各脈波高（波高値）〔ｍｍＨｇ〕である。この図３に示すように、脈波高はカフ内圧力が高いときは小さく、減圧に従って大きくなり、最大波高値を示した後、再び小さくなる。しかし、体動等のノイズ成分はＰｎ，Ｐｍで示すような異常な波高値の脈波として検出される。
【００３８】
図１（ｂ）に示したノイズ分離記憶手段１４が、図３に示した脈波成分に含まれるノイズを判定してそのノイズの波高値をノイズ値として正常な脈波の波高値とは区別して記憶する。そのノイズの判定方法は従来から種々行われているが、最も簡単な方法としては、ある脈波の次の脈波の波高値が所定比率（例えば２倍や３倍）以上のときは、後の脈波はノイズと判定する。
【００３９】
あるいは、脈波の波高値の測定誤差の影響を少なくするために、複数の脈波（例えば３脈波や４脈波）の波高値の平均を、１脈波ずつずらして順次取っていってノイズを判定するようにしてもよく、その場合、平均をとる対象の複数の脈波の波高値とその平均を相互に比較し、所定比率（例えば２倍や３倍）以上の脈波をノイズと判定するとよい。図３において白丸印は１脈波ずつずらして３脈波ずつ順次平均をとった波高値を示す。
【００４０】
その他、ある脈波の波高値に対して所定の比率で次の脈波の波高値の上限と下限を決め、次の脈波がその範囲外の波高値であった場合、一定時間内に所定値以上の変動があった場合、前後の脈波の波高値の平均値との差が所定値以上であった場合等、どのような方法で判断してもよい。図３において、脈波ＰｍとＰｎはいずれもその波高値が直前の脈波の波高値の２倍以上であるためノイズと判定し、その各波高値をノイズ値として、他の正常な脈波の波高値とは区別して記憶する。
【００４１】
図１（ｂ）に示した血圧算出手段１５は、脈波ＰｍとＰｎを除いた正常な脈波の波高値のうち最大波高値を判定し、図３の例では脈波Ｐmax の波高値Ｈmaxを最大波高値と判定する。そして、その最大波高値Ｈmaxに所定比率αとしてこの例では５０％を乗じて得られるＨmax×５０％の波高値に対応する高い方の脈波開始圧力、図３の例では約１２３ｍｍＨｇを最高血圧（ＳＹＳ）として算出し、最大波高値Ｈmaxに所定比率βとしてこの例では７０％を乗じて得られるＨmax×７０％の波高値に対応する低い方の脈波開始圧力、図３の例では約１０８ｍｍＨｇを最低血圧（ＤＩＡ）として算出する。
【００４２】
このようにして、血圧算出手段１５によって算出された最高血圧と最低血圧は、表示手
段８に表示される。
【００４３】
図１（ｂ）に示した体動検出手段１６は、ノイズ分離記憶手段１４が記憶したノイズ値Ｐｍ，Ｐｎのうち最大ノイズ値Ｐｎと上記最大波高値Ｈmaxとを比較して、一定値以上の差又は比があったときに体動として検出する。例えばＰｎがＨmaxの２倍以上であれば体動として検出する場合、ノイズ値Ｐｎは体動として検出される。このときＰｎがＨmaxに比べて５ｍｍＨｇ以上大きい場合に体動として検出されるようにしてもよい。この体動の検出は、体動報知手段９によって報知されるが、表示手段８に体動マークを表示させることによって報知してもよい。
【００４４】
このような処理は、図１（ａ）に示したマイクロコンピュータ６によって行われるので、そのマイクロコンピュータ６による減圧時測定の処理の流れを、図４に示すフローチャートによって説明する。
【００４５】
操作手段７の測定開始ボタンのＯＮによって測定を開始し、ステップＳ１でカフ１内の加圧を開始し、ステップＳ２で加圧終了と判断するまで、すなわち圧力センサ４によって検出される圧力が所定値に達するまで加圧して加圧を停止する。
【００４６】
その後、ステップＳ３でカフ１内の減圧を開始し、一定の速度で減圧しながらステップＳ４で脈波を検出し、ステップＳ５でノイズか否かを判定し、ノイズでなければステップＳ６でその波高値を測定データとして記憶し、ノイズであればステップＳ７でその波高値をノイズ値として記憶する。
【００４７】
測定データを取得すると、ステップＳ８で測定データとして記憶した波高値から最大波高値Ｈmax を判定し、ステップＳ９で図３によって前述したように最高血圧（ＳＹＳ）と最低血圧（ＤＩＡ）を算出する。ステップＳ１０で血圧値算出の終了と判断するまで、ステップＳ４〜Ｓ９の処理を繰り返す。
【００４８】
ここで、ステップＳ１０の血圧値算出の終了は、ステップ９で最高血圧と最低血圧の両方が算出できた後に、ステップＳ４〜Ｓ９の処理をさらに繰り返して、数拍分の脈波を取得して、最大波高値Ｈmaxとなる脈波が検出されるか否かによって判断する。
【００４９】
このとき、数拍分の脈波から最大波高値Ｈmaxとなる脈波が検出されればステップ８で最大波高値Ｈmax を更新して、最高血圧と最低血圧を算出し直す。そして、最大波高値Ｈmax が更新されなければ、血圧値算出の終了と判断する。また、ステップＳ１０の血圧値算出の終了は、ステップＳ９で最高血圧と最低血圧の両方が算出できたか否かのみによって判断してもよい。
【００５０】
このように脈波が取れなくなるまで脈波の検出を続けることなく、最高血圧と最低血圧が算出された時点で測定の終了を判断してカフ内を急速排気することで、被測定者の腕を圧迫する時間を短くすることができる。
【００５１】
次いで、ステップＳ１１でノイズ値として記憶したうちの最大ノイズ値Ｐｎと上記最大波高値Ｈmaxを比較して、一定値以上の差がなければ体動を検出せずにステップＳ１３へ進んで、測定結果である最高血圧と最低血圧を表示手段８に表示する。一定値以上の差があると、ステップＳ１２で体動を検出し、ステップＳ１３で表示手段８に、測定結果である最高血圧と最低血圧を表示すると共に、体動マークを表示して体動があったことを報知する。最後に、ステップＳ１４でカフ１内の空気を急速排気させて減圧終了し、測定処理を終了する。
【００５２】
ステップＳ１１で判断する一定値以上の差は、例えば最大ノイズ値Ｐｎが最大波高値Ｈmaxの２倍以上などであるが、その差又は比の値は適宜変更することができる。
【００５３】
体動を報知する体動報知手段９は、表示手段８を兼用して「体動あり」を文字又は図形（マーク）で表示させるか、あるいは音声、警告音、警告ランプの点灯又は点滅させる手段、表示手段８による測定結果の表示を点滅させたり、正常時とは異なる色で表示させたりするなど、種々の手段を採用することができる。
【００５４】
〔第２の実施形態〕
次に、この発明の第２の実施形態として、カフ１内の加圧時に測定する実施形態について、図５〜図８を参照して説明する。
【００５５】
この実施形態では、図１によって前述したように、操作手段７の測定開始ボタンが押されると、加圧手段２の加圧ポンプを動作させるとともに、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力値に応じて、カフ１内を一定の速度で加圧するように制御する。そして、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力が所定値に達すると加圧ポンプを停止させ、減圧手段３の急速減圧弁を全開にして、カフ１内の空気を急速に排気させる。
【００５６】
この場合にも、カフ内圧力に心拍に同期した脈動現象（脈波）が現れ、始めは小さく、加圧に従って大きくなり、やがて最大振幅を示した後再び小さくなる。
【００５７】
図５は、この電子血圧計の加圧時における圧力センサの出力信号（圧力検出信号）の例を示す波形図である。この図に示す脈波Ｐｓは正常な血流による脈波であるが、Ｎ１，Ｎ２は体動等によるノイズである。
【００５８】
このようなノイズを判定するために、図５に示した圧力検出信号を微分した微分波形を図６に示す。この微分波形において、波形Ｎ１のように正に対して負が大きな振幅を示す波形は体動と判定できる。この実施形態では、図１に示したマイクロコンピュータ６の記憶・演算手段１０に、加圧手段２によってカフ１内を所定圧力まで加圧中に、Ａ／Ｄコンバータ５を介して入力される圧力センサ４の出力信号（圧力検出信号）を微分する微分手段と、その微分波形から体動の有無を判定する体動判定手段の機能も持たせる。
【００５９】
しかし、図６における波形Ｎ２のような振幅を示す波形は正常な波形との区別が難しく、体動とは判定できない。
【００６０】
この図５に示す圧力検出信号から、図１（ｂ）に示した脈波検出手段１３が検出した各脈波（体動等のノイズ成分も含む）を図７に示す。この図７において、横軸は各脈波が上昇し始める時点の脈波開始圧力〔ｍｍＨｇ〕であり、縦軸はその各脈波高（波高値）〔ｍｍＨｇ〕である。この図７に示すように、脈波高はカフ内圧力が低いときは小さく、加圧に従って大きくなり、最大波高値を示した後、再び小さくなる。しかし、体動等のノイズ成分はＰｎで示すような異常な波高値の脈波として検出される。
【００６１】
そこで、図１（ｂ）に示したノイズ分離記憶手段１４が、図７に示した脈波成分に含まれるノイズを判定してそのノイズの波高値をノイズ値として正常な脈波の波高値とは区別して記憶する。そのノイズの判定方法は前述の実施形態で説明したのと同様に従来から種々行われているが、最も簡単な方法としては、ある脈波の波高値がその前後の脈波の波高値に対して所定比率（例えば２倍や３倍）以上のときは、その脈波をノイズと判定する。
【００６２】
図７において、脈波Ｐｎはその波高値がその次の脈波の波高値の２倍以上であるためノイズと判定し、その波高値をノイズ値として、他の正常な脈波の波高値とは区別して記憶
する。
【００６３】
あるいは、この実施形態においても、前述の例と同様に複数の脈波（例えば３脈波や４脈波）の波高値の平均を、１脈波ずつずらして順次取っていってノイズを判定するようにしてもよく、その場合、平均をとる対象の複数の脈波の波高値とその平均値を相互に比較し、所定比率（例えば２倍や３倍）以上の脈波をノイズと判定するとよい。図７において白丸印は１脈波ずつずらして３脈波ずつ順次平均を取った波高値を示す。
【００６４】
図１（ｂ）に示した血圧算出手段１５は、ノイズの脈波Ｐｎを除いた正常な脈波の波高値のうち最大波高値を判定し、図７の例では脈波Ｐmax の波高値Ｈmaxを最大波高値と判定する。そして、その最大波高値Ｈmaxに所定比率αとしてこの例では５０％を乗じて得られるＨmax×５０％の波高値に対応する高い方の脈波開始圧力、図７の例では約１１５ｍｍＨｇを最高血圧（ＳＹＳ）として算出し、最大波高値Ｈmaxに所定比率βとしてこの例では７０％を乗じて得られるＨmax×７０％の波高値に対応する低い方の脈波開始圧力、図７の例では約７８ｍｍＨｇを最低血圧（ＤＩＡ）として算出する。
【００６５】
このようにして、血圧算出手段１５によって算出された最高血圧と最低血圧は、表示手段８に表示される。
【００６６】
図１（ｂ）に示した体動検出手段１６は、ノイズ分離記憶手段１４が記憶したノイズ値のうち最大ノイズ値Ｐｎと上記最大波高値Ｈmaxとを比較して、一定値以上の差又は比があったときに体動として検出する。例えばＰｎがＨmaxに比べて５ｍｍＨｇ以上大きい場合、ノイズ値Ｐｎは体動として検出される。このときＰｎがＨmaxの２倍以上であれば体動として検出されるようにしてもよい。この体動の検出は、体動報知手段９によって報知されるが、表示手段８に体動マークを表示させることによって報知してもよい。
【００６７】
このようにして体動を検出することにより、圧力検出信号を微分した微分波形からだけでは体動を検出することができない場合でも体動の検出が可能となる。
【００６８】
このような処理は、図１（ａ）に示したマイクロコンピュータ６によって行われるので、そのマイクロコンピュータ６による加圧時測定の処理の流れを、図８に示すフローチャートによって説明する。
【００６９】
操作手段７の測定開始ボタンのＯＮによって測定を開始し、ステップＳ２１でカフ１内の加圧を開始し、カフ内の圧力を図５に示したように略一定の速度で上昇させる。
【００７０】
そして、ステップＳ２２で脈波を検出し、ステップＳ２３でノイズか否かを判定して、ノイズでなければステップＳ２４でその波高値を測定データとして記憶し、ノイズであればステップＳ２５でその波高値をノイズ値として記憶する。
【００７１】
測定データを取得すると、ステップＳ２６で測定データとして記憶した波高値から最大波高値Ｈmax を判定し、ステップＳ２７で図７によって前述したように最高血圧（ＳＹＳ）と最低血圧（ＤＩＡ）を算出する。ステップＳ２８で血圧値の算出終了と判断するまで、ステップＳ２２〜Ｓ２４又はＳ２５の処理を繰り返す。
【００７２】
ここで、ステップＳ２８の血圧値の算出終了は、最高血圧と最低血圧の両方が算出できた後に、ステップＳ２２〜Ｓ２７の処理をさらに繰り返して、数拍分の脈波を取得して、最大波高値Ｈmaxとなる脈波が検出される（最大波高値Ｈmaxが更新される）か否かによって判断する。
【００７３】
また、ステップＳ２８の血圧値の算出終了は、ステップＳ２７で最高血圧と最低血圧の両方が算出できたか否かのみによって判断してもよい。このようにする理由は前述の実施形態において述べたのと同じである。
【００７４】
次いで、ステップＳ２９でノイズ値として記憶したうちの最大ノイズ値Ｐｎと上記最大波高値Ｈmaxを比較して、一定値以上の差がなければ体動を検出せずにステップＳ３１へ進んで、測定結果である最高血圧と最低血圧を表示手段８に表示する。一定値以上の差があると、ステップＳ３０で体動を検出し、ステップＳ３１で表示手段８に、測定結果である最高血圧と最低血圧を表示すると共に、体動マークを表示して体動があったことを報知する。
【００７５】
ステップＳ２９で判断する一定値以上の差とは、例えば最大ノイズ値Ｐｎが最大波高値Ｈmaxよりも５ｍｍＨｇ以上大きいなどであるが、比によって判断してもよく、最大ノイズ値Ｐｎが最大波高値Ｈmaxの２倍以上など、その値は適宜変更することができる。
【００７６】
最後に、ステップＳ３２で加圧を終了し、カフ１内の空気を急速排気させて測定処理を終了する。体動を報知する手段は、前述したように種々の手段を採用することができる。
【００７７】
この発明による電子血圧計の上述した各実施形態のいずれによっても、血圧測定中に検出される脈波成分に異常データやノイズが混入しても、それらを除外して血圧を精度よく算出して表示することができる。そして、測定結果に大きな影響を与えるような体動を検出したときにのみ、それを報知して再測定を促すことができる。したがって、僅かな体動やノイズが頻繁に報知されて測定精度に対する信頼性を損なうようなことがなく、本当に再測定が必要な場合にのみ体動が報知されるので、不正確な測定結果をそのまま記録することも防げる。
【００７８】
しかし、この発明の特徴は、血圧測定中に検出される脈波に混入するノイズ成分のうち、測定結果に重大な影響を及ぼす恐れのある体動を正確に検出することであるから、それに必要な各手段のみがこの発明に必須の構成である。
【００７９】
なお、体動を検出する上記差あるいは比の大きさは任意に変えることができ、それによって体動検出感度を容易に調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
この発明による電子血圧計は、家庭用のオシロメトリック法による各種電子血圧計や携帯型の電子血圧計等に広く適用することができ、その信頼性を高めることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１：カフ ２：加圧手段 ３：減圧手段 ４：圧力センサ
５：Ａ／Ｄコンバータ ６：マイクロコンピュータ ７：操作手段
８：表示手段 ９：体動報知手段 １０：記憶・演算手段
１１：制御手段 １２：チューブ １３：脈波検出手段
１４：ノイズ分離記憶手段 １５：血圧算出手段 １６：体動検出手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カフ圧に重畳される心拍毎の動脈脈波成分に基づいて、最高血圧及び最低血圧を算出する振動法（オシロメトリック法）による電子血圧計に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような電子血圧計による血圧測定は、被測定者の上腕にゴム嚢を内蔵したカフを巻回して装着し、カフ内の圧力を徐々に加圧又は減圧する過程で、カフ内の圧力（カフ圧）信号に重畳する血流の拍動による脈波を検出し、その脈波の最大波高値を判定して、それに所定比率αを乗じて得られる波高値が発生する時期に相当する高い方のカフ圧を最高血圧として、異なる比率βを乗じて得られる波高値が発生する時期に相当する低い方のカフ圧を最低血圧として、それぞれ算出する（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、血圧測定時に被測定者の腕や指など体の動きである体動（アーチファクト）が生じると、腕の筋肉が伸縮してカフ内の容積が変化し、結果としてカフ圧信号に急激な減圧又は加圧が生じる。このように急激なカフ圧変化が生じると、脈波を正確に検出することができず、血圧の測定精度に悪影響を与えてしまう。
【０００４】
そこで、従来から電子血圧計によりカフ内の圧力を徐々に加圧又は減圧する過程で、カフ圧信号に重畳する脈波を検出する際に、体動を含む異常データやノイズ信号を除去して、適切な脈波のみによって最高血圧および最低血圧を算出することが、種々提案されている（特許文献２および特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平３−６２０８８号公報
【特許文献２】特公平５−３２０５３号公報
【特許文献３】特開平７−３９５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、異常データやノイズ信号を除去した適切な脈波のみによって最高血圧および最低血圧を算出するようにすれば、多少の異常データやノイズがあっても血圧の測定は可能になるが、大きな体動があった場合は測定結果の信頼性は低いものであった。
【０００７】
そこで、測定中に異常データやノイズが検出された場合には、測定結果とともにそれを表示又は警告音などで報知して、被測定者に測定結果の信頼性が低いことを認識させ、再測定を促すことが考えられる。しかし、測定中の異常データやノイズは、測定結果に大きな影響を与えるものばかりではないので、頻繁にそのような報知がなされると、被測定者にとって煩わしいばかりか、電子血圧計自体の信頼性に疑念が持たれることにもなりかねないという問題があった。
【０００８】
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、測定中に測定結果に大きな影響を与えない程度の異常データやノイズがあっても、それを報知せず、測定結果に大きな影響を与えるような体動を検出したときにのみ、それを報知して再測定を促すようにした電子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】
【０００９】
この発明による電子血圧計は上記の目的を達成するため、カフと、そのカフ内の圧力を加圧する加圧手段と、カフ内の圧力を減圧する減圧手段と、上記加圧と減圧を制御する制御手段と、上記カフ内の圧力を検出する圧力センサと、その圧力センサの出力信号中に含まれる脈波成分を検出する脈波検出手段と、その脈波成分から血圧を算出する血圧算出手段と、上記脈波成分に含まれるノイズを判定してそのノイズの波高値をノイズ値として正常な脈波の波高値とは区別して記憶するノイズ分離記憶手段と、上記記憶したノイズ値のうち最大ノイズ値と上記最大波高値とを比較して一定値以上の差又は比があったときに最大ノイズを体動として検出する体動検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記脈波検出手段は、上記加圧手段によって上記カフ内を加圧中に、あるいは所定圧力まで加圧した後前記減圧手段により上記カフ内を減圧中に、上記圧力センサの出力信号中に含まれる脈波成分を検出するのが望ましい。
【００１１】
また、従来の電子血圧計と同様に、上記正常な脈波の最大波高値に基づいて最高血圧と最低血圧を算出する血圧算出手段と、その血圧算出手段によって算出された上記最高血圧と最低血圧を表示する表示手段とを設けることは適宜なし得る。
【００１２】
さらに、上記体動検出手段によって体動を検出したときにそれを報知する体動報知手段を設けるのが望ましい。しかし、体動を検出したときにそれを報知せずに血圧測定を中断するようにしてもよい。
【００１３】
上記ノイズ分離記憶手段は、順次複数の脈波の波高値を相互に比較して、他の波高値に対して所定値以上の差又は比を有する波高値はノイズと判定してその波高値をノイズ値として記憶し、それ以外の波高値を正常な脈波の波高値として記憶する手段であってもよい。
【００１４】
上記電子血圧計はさらに、上記加圧手段によって上記カフ内を加圧中に、上記圧力センサの出力信号を微分する微分手段と、その微分波形から体動の有無を判定する体動判定手段を有してもよい。
【００１５】
上記体動報知手段を設ける場合、血圧の測定結果を表示する表示手段に体動ありを文字又は図形で表示させる手段であるか、あるいは音声、警告音、警告ランプの点灯又は点滅、上記表示手段による測定結果の表示の点滅又は表示色の変更のいずれかによって体動ありを知らせる手段であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明による電子血圧計は、血圧測定中に検出される脈波成分に異常データやノイズが混入しても、それらを除外して血圧を精度よく算出可能にし、測定結果に大きな影響を与えるようなノイズを検出したときにのみ体動として検出するので、体動の検出を報知したり、測定を中断したりして再測定を促すことができる。そのため、頻繁に体動が報知されたり、測定が中断されたりして測定精度に対する信頼性を損なうようなことがなくなり、血圧測定の信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明による電子血圧計の各実施形態に共通の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明による電子血圧計の減圧時に測定する第１の実施形態によるカフ内減圧中における圧力センサの出力信号（圧力検出信号）の例を示す波形図である。
【図３】図２に示した圧力センサの出力信号中に含まれる脈波成分の脈波高と最高血圧及び最低血圧との関係並びにノイズ成分を示す線図である。
【図４】図１に示したマイクロコンピュータ６による減圧時測定の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】この発明による電子血圧計の加圧時に測定する第２の実施形態による圧力センサの出力信号（圧力検出信号）の例を示す波形図である。
【図６】同じくその圧力検出信号の微分波形を示す波形図である。
【図７】図５に示した圧力センサの出力信号中に含まれる脈波成分の脈波高と最高血圧及び最低血圧との関係並びにノイズ成分を示す線図である。
【図８】図１に示したマイクロコンピュータ６による加圧時測定の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
〔各実施形態に共通の構成〕
まず、この発明による電子血圧計の実施形態に共通の構成を図１によって説明する。
図１はその電子血圧計の構成を示すブロック図であり、（ａ）は全体の概略構成図、（ｂ）は（ａ）における記憶演算手段１０の機能構成を示す機能ブロック図である。
【００２０】
この電子血圧計は、図１（ａ）に示すように、カフ１と、そのカフ１とそれぞれチューブ１２で接続された加圧手段２、減圧手段３、および圧力センサ４とを備え、さらに信号系としてＡ／Ｄコンバータ５、マイクロコンピュータ６、操作手段７、表示手段８、および体動報知手段９を備えている。図中白抜き太線は空気の流れを、黒太線は信号の流れをそれぞれ示している。
【００２１】
カフ１は、被測定者の上腕又は手首に巻くゴム嚢を一体にした帯状又は筒状の柔軟な部材である。加圧手段２は、チューブ１２を通してカフ内に空気を送り込んで加圧する加圧ポンプ、減圧手段３は、チューブ１２を通してカフ内の空気を一定速度で逃がして減圧する定速減圧と残りの空気を急速に排気する急速減圧を行うための減圧弁とからなる。
【００２２】
圧力センサ４は、カフ１内の圧力を検出して電気信号に変換するセンサであり、例えば半導体圧力変換素子や歪ゲージ等を使用する。Ａ／Ｄコンバータ５は、圧力センサ４から出力されるアナログの電気信号（例えば電圧信号）を多値デジタル信号に変換する。
【００２３】
マイクロコンピュータ６は、中央演算処理ユニットであるＣＰＵ、読み出し専用メモリ（プログラムメモリ）であるＲＯＭ、読み出し書き込みメモリ（データメモリ）であるＲＡＭ、および入出力部であるＩ／Ｏポートと、それらを接続するＣＰＵバス等からなり、ＲＯＭに格納された血圧測定プログラムをＣＰＵが実行することによって、血圧測定の処理を実行するが、図１（ａ）では記憶・演算手段１０と制御手段１１とに分けて示している。
【００２４】
制御手段１１の機能は、加圧手段２による加圧動作と減圧手段３による定速減圧動作および急速減圧動作を制御することである。減圧時に血圧を測定する場合は、操作手段７の測定開始ボタン（図示せず）が押されると、加圧手段２の加圧ポンプを動作させて、カフ１内に空気を送り込んで比較的速く加圧させ、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力が所定値に達すると加圧ポンプを停止させる。その後、減圧手段３によって定速減圧を行なう。このとき、定速減圧の弁にゴム排気弁を用いた場合は、ゴム排気弁によりほぼ一定速度で減圧される。そして、血圧測定終了時には、ゴム排気弁とは別に設けた急速減圧弁を開き、カフ１内に残った空気を急速に排気させる。また、定速減圧弁に電磁弁を用いた場合は、カフ１内が一定速度で減圧するように、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力の検出値に応じて電磁弁の開度を制御する。そして、血圧測定終了時には
、電磁弁を全開にして、カフ１内に残った空気を急速に排気させる。
【００２５】
加圧時に血圧を測定する場合は、操作手段７の測定開始ボタンが押されると、加圧手段２の加圧ポンプを動作させるとともに、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力値に応じて、カフ１内を一定の速度で加圧するように制御する。そして、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力が所定値に達すると加圧ポンプを停止させ、減圧手段３の急速減圧弁を全開にして、カフ１内の空気を急速に排気させる。
【００２６】
マイクロコンピュータ６による記憶・演算手段１０の機能については後述する。
【００２７】
操作手段７は、血圧測定時に被測定者によって操作される各種ボタンやスイッチ等を有し、例えば電源スイッチを兼ねた測定開始ボタンや、被測定者の識別子を入力するためのＩＤボタン、測定結果を記憶させるメモリボタンなどが適宜設けられる。
【００２８】
表示手段８は、マイクロコンピュータ６の記憶・演算手段１０によって算出された最高血圧及び最低血圧を表示するもので、例えば液晶表示装置である。この表示手段８に、脈拍数や時間なども表示してもよい。
【００２９】
体動報知手段９は、マイクロコンピュータ６の記憶・演算手段１０によって体動が検出されたときに、それを報知する手段であり、人声音発生器による音声で「体動がありましたので測定し直して下さい」と告げたり、電子ブザーで警告音を発したり、警告ランプを点灯又は点滅させたりする。あるいは表示手段８を兼用して、表示手段８に「体動あり」を文字又は図形（マーク）で表示させたり、測定結果である最高血圧及び最低血圧の表示を点滅させたり、正常な場合と異なる色で表示させたりしてもよい。
【００３０】
マイクロコンピュータ６による記憶・演算手段１０の機能は、図１（ｂ）に示すように、圧力センサ４の出力信号をＡ／Ｄコンバータを介してデジタル化して入力し、その信号中に含まれる脈波成分を検出する脈波検出手段１３と、その脈波成分に含まれるノイズを判定してそのノイズの波高値をノイズ値として正常な脈波の波高値とは区別して記憶するノイズ分離記憶手段１４と、ノイズ分離記憶手段１４に記憶した正常な脈波の最大波高値に基づいて最高血圧と最低血圧を算出する血圧算出手段１５と、ノイズ分離記憶手段１４に記憶したノイズ値のうち最大ノイズ値と上記最大波高値とを比較して一定値以上の差又は比があったときに体動を検出する体動検出手段１６の機能を有する。
【００３１】
脈波検出手段１３は、減圧時に血圧を測定する場合はＡ／Ｄコンバータを介して入力される圧力信号の低下中に脈波成分を検出し、加圧時に血圧を測定する場合はＡ／Ｄコンバータを介して入力される圧力信号の上昇中に脈波成分を検出する。
【００３２】
血圧算出手段１５によって算出した最高血圧と最低血圧は表示手段８によって表示され、体動検出手段１６によって体動を検出した場合には、体動報知手段９によって報知される。
【００３３】
〔第１の実施形態〕
そこで先ず、この発明の第１の実施形態として、カフ１内の減圧時に測定する実施形態について、図２〜図４を参照して説明する。
【００３４】
この実施形態では、図１によって前述したように、操作手段７の測定開始ボタンが押されると、加圧手段２の加圧ポンプを動作させて、カフ１内に空気を送り込んで比較的速く加圧させ、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力が所定値に達すると加圧ポンプを停止させる。その後、減圧手段３によってカフ１内の圧力を一定速度で減圧させる。
【００３５】
カフ１内の圧力が所定値に達したときに被測定者の腕の血管を圧迫して血流を止め、その後圧迫を緩めていくと血流が回復して動脈が拍動するため、カフ内圧力に重畳して心拍に同期した脈動現象（脈波）が現れる。その脈動の出始めは小さく、減圧に従って大きくなり、やがて最大振幅を示した後再び小さくなる。
【００３６】
図２は、そのカフ内減圧中における圧力センサ４の出力信号である圧力検出信号の例を示す波形図である。図２において横軸は時間〔ｓｅｃ〕であり、縦軸は圧力〔ｍｍＨｇ〕である。カフ内圧力は直線Ｌ１で示すように時間と共に一定の割合で低下していくが、そこに脈動による圧力上昇が周期的に生じている。これを脈波Ｐｓと称する。また、被測定者が腕や指などを動かしたり、咳をしたりするなどの体動が生じると大きな圧力変化Ｐｎが発生する。
【００３７】
この図２に示す圧力検出信号から、図１（ｂ）に示した脈波検出手段１３が検出した各脈波（体動等のノイズ成分も含む）を図３に示す。図３における横軸は各脈波が上昇し始める時点の脈波開始圧力〔ｍｍＨｇ〕であり、縦軸はその各脈波高（波高値）〔ｍｍＨｇ〕である。この図３に示すように、脈波高はカフ内圧力が高いときは小さく、減圧に従って大きくなり、最大波高値を示した後、再び小さくなる。しかし、体動等のノイズ成分はＰｎ，Ｐｍで示すような異常な波高値の脈波として検出される。
【００３８】
図１（ｂ）に示したノイズ分離記憶手段１４が、図３に示した脈波成分に含まれるノイズを判定してそのノイズの波高値をノイズ値として正常な脈波の波高値とは区別して記憶する。そのノイズの判定方法は従来から種々行われているが、最も簡単な方法としては、ある脈波の次の脈波の波高値が所定比率（例えば２倍や３倍）以上のときは、後の脈波はノイズと判定する。
【００３９】
あるいは、脈波の波高値の測定誤差の影響を少なくするために、複数の脈波（例えば３脈波や４脈波）の波高値の平均を、１脈波ずつずらして順次取っていってノイズを判定するようにしてもよく、その場合、平均をとる対象の複数の脈波の波高値とその平均を相互に比較し、所定比率（例えば２倍や３倍）以上の脈波をノイズと判定するとよい。図３において白丸印は１脈波ずつずらして３脈波ずつ順次平均をとった波高値を示す。
【００４０】
その他、ある脈波の波高値に対して所定の比率で次の脈波の波高値の上限と下限を決め、次の脈波がその範囲外の波高値であった場合、一定時間内に所定値以上の変動があった場合、前後の脈波の波高値の平均値との差が所定値以上であった場合等、どのような方法で判断してもよい。図３において、脈波ＰｍとＰｎはいずれもその波高値が直前の脈波の波高値の２倍以上であるためノイズと判定し、その各波高値をノイズ値として、他の正常な脈波の波高値とは区別して記憶する。
【００４１】
図１（ｂ）に示した血圧算出手段１５は、脈波ＰｍとＰｎを除いた正常な脈波の波高値のうち最大波高値を判定し、図３の例では脈波Ｐmax の波高値Ｈmaxを最大波高値と判定する。そして、その最大波高値Ｈmaxに所定比率αとしてこの例では５０％を乗じて得られるＨmax×５０％の波高値に対応する高い方の脈波開始圧力、図３の例では約１２３ｍｍＨｇを最高血圧（ＳＹＳ）として算出し、最大波高値Ｈmaxに所定比率βとしてこの例では７０％を乗じて得られるＨmax×７０％の波高値に対応する低い方の脈波開始圧力、図３の例では約１０８ｍｍＨｇを最低血圧（ＤＩＡ）として算出する。
【００４２】
このようにして、血圧算出手段１５によって算出された最高血圧と最低血圧は、表示手
段８に表示される。
【００４３】
図１（ｂ）に示した体動検出手段１６は、ノイズ分離記憶手段１４が記憶したノイズ値Ｐｍ，Ｐｎのうち最大ノイズ値Ｐｎと上記最大波高値Ｈmaxとを比較して、一定値以上の差又は比があったときに体動として検出する。例えばＰｎがＨmaxの２倍以上であれば体動として検出する場合、ノイズ値Ｐｎは体動として検出される。このときＰｎがＨmaxに比べて５ｍｍＨｇ以上大きい場合に体動として検出されるようにしてもよい。この体動の検出は、体動報知手段９によって報知されるが、表示手段８に体動マークを表示させることによって報知してもよい。
【００４４】
このような処理は、図１（ａ）に示したマイクロコンピュータ６によって行われるので、そのマイクロコンピュータ６による減圧時測定の処理の流れを、図４に示すフローチャートによって説明する。
【００４５】
操作手段７の測定開始ボタンのＯＮによって測定を開始し、ステップＳ１でカフ１内の加圧を開始し、ステップＳ２で加圧終了と判断するまで、すなわち圧力センサ４によって検出される圧力が所定値に達するまで加圧して加圧を停止する。
【００４６】
その後、ステップＳ３でカフ１内の減圧を開始し、一定の速度で減圧しながらステップＳ４で脈波を検出し、ステップＳ５でノイズか否かを判定し、ノイズでなければステップＳ６でその波高値を測定データとして記憶し、ノイズであればステップＳ７でその波高値をノイズ値として記憶する。
【００４７】
測定データを取得すると、ステップＳ８で測定データとして記憶した波高値から最大波高値Ｈmax を判定し、ステップＳ９で図３によって前述したように最高血圧（ＳＹＳ）と最低血圧（ＤＩＡ）を算出する。ステップＳ１０で血圧値算出の終了と判断するまで、ステップＳ４〜Ｓ９の処理を繰り返す。
【００４８】
ここで、ステップＳ１０の血圧値算出の終了は、ステップ９で最高血圧と最低血圧の両方が算出できた後に、ステップＳ４〜Ｓ９の処理をさらに繰り返して、数拍分の脈波を取得して、最大波高値Ｈmaxとなる脈波が検出されるか否かによって判断する。
【００４９】
このとき、数拍分の脈波から最大波高値Ｈmaxとなる脈波が検出されればステップ８で最大波高値Ｈmax を更新して、最高血圧と最低血圧を算出し直す。そして、最大波高値Ｈmax が更新されなければ、血圧値算出の終了と判断する。また、ステップＳ１０の血圧値算出の終了は、ステップＳ９で最高血圧と最低血圧の両方が算出できたか否かのみによって判断してもよい。
【００５０】
このように脈波が取れなくなるまで脈波の検出を続けることなく、最高血圧と最低血圧が算出された時点で測定の終了を判断してカフ内を急速排気することで、被測定者の腕を圧迫する時間を短くすることができる。
【００５１】
次いで、ステップＳ１１でノイズ値として記憶したうちの最大ノイズ値Ｐｎと上記最大波高値Ｈmaxを比較して、一定値以上の差がなければ体動を検出せずにステップＳ１３へ進んで、測定結果である最高血圧と最低血圧を表示手段８に表示する。一定値以上の差があると、ステップＳ１２で体動を検出し、ステップＳ１３で表示手段８に、測定結果である最高血圧と最低血圧を表示すると共に、体動マークを表示して体動があったことを報知する。最後に、ステップＳ１４でカフ１内の空気を急速排気させて減圧終了し、測定処理を終了する。
【００５２】
ステップＳ１１で判断する一定値以上の差は、例えば最大ノイズ値Ｐｎが最大波高値Ｈmaxの２倍以上などであるが、その差又は比の値は適宜変更することができる。
【００５３】
体動を報知する体動報知手段９は、表示手段８を兼用して「体動あり」を文字又は図形（マーク）で表示させるか、あるいは音声、警告音、警告ランプの点灯又は点滅させる手段、表示手段８による測定結果の表示を点滅させたり、正常時とは異なる色で表示させたりするなど、種々の手段を採用することができる。
【００５４】
〔第２の実施形態〕
次に、この発明の第２の実施形態として、カフ１内の加圧時に測定する実施形態について、図５〜図８を参照して説明する。
【００５５】
この実施形態では、図１によって前述したように、操作手段７の測定開始ボタンが押されると、加圧手段２の加圧ポンプを動作させるとともに、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力値に応じて、カフ１内を一定の速度で加圧するように制御する。そして、圧力センサ４によって検出されるカフ１内の圧力が所定値に達すると加圧ポンプを停止させ、減圧手段３の急速減圧弁を全開にして、カフ１内の空気を急速に排気させる。
【００５６】
この場合にも、カフ内圧力に心拍に同期した脈動現象（脈波）が現れ、始めは小さく、加圧に従って大きくなり、やがて最大振幅を示した後再び小さくなる。
【００５７】
図５は、この電子血圧計の加圧時における圧力センサの出力信号（圧力検出信号）の例を示す波形図である。この図に示す脈波Ｐｓは正常な血流による脈波であるが、Ｎ１，Ｎ２は体動等によるノイズである。
【００５８】
このようなノイズを判定するために、図５に示した圧力検出信号を微分した微分波形を図６に示す。この微分波形において、波形Ｎ１のように正に対して負が大きな振幅を示す波形は体動と判定できる。この実施形態では、図１に示したマイクロコンピュータ６の記憶・演算手段１０に、加圧手段２によってカフ１内を所定圧力まで加圧中に、Ａ／Ｄコンバータ５を介して入力される圧力センサ４の出力信号（圧力検出信号）を微分する微分手段と、その微分波形から体動の有無を判定する体動判定手段の機能も持たせる。
【００５９】
しかし、図６における波形Ｎ２のような振幅を示す波形は正常な波形との区別が難しく、体動とは判定できない。
【００６０】
この図５に示す圧力検出信号から、図１（ｂ）に示した脈波検出手段１３が検出した各脈波（体動等のノイズ成分も含む）を図７に示す。この図７において、横軸は各脈波が上昇し始める時点の脈波開始圧力〔ｍｍＨｇ〕であり、縦軸はその各脈波高（波高値）〔ｍｍＨｇ〕である。この図７に示すように、脈波高はカフ内圧力が低いときは小さく、加圧に従って大きくなり、最大波高値を示した後、再び小さくなる。しかし、体動等のノイズ成分はＰｎで示すような異常な波高値の脈波として検出される。
【００６１】
そこで、図１（ｂ）に示したノイズ分離記憶手段１４が、図７に示した脈波成分に含まれるノイズを判定してそのノイズの波高値をノイズ値として正常な脈波の波高値とは区別して記憶する。そのノイズの判定方法は前述の実施形態で説明したのと同様に従来から種々行われているが、最も簡単な方法としては、ある脈波の波高値がその前後の脈波の波高値に対して所定比率（例えば２倍や３倍）以上のときは、その脈波をノイズと判定する。
【００６２】
図７において、脈波Ｐｎはその波高値がその次の脈波の波高値の２倍以上であるためノイズと判定し、その波高値をノイズ値として、他の正常な脈波の波高値とは区別して記憶
する。
【００６３】
あるいは、この実施形態においても、前述の例と同様に複数の脈波（例えば３脈波や４脈波）の波高値の平均を、１脈波ずつずらして順次取っていってノイズを判定するようにしてもよく、その場合、平均をとる対象の複数の脈波の波高値とその平均値を相互に比較し、所定比率（例えば２倍や３倍）以上の脈波をノイズと判定するとよい。図７において白丸印は１脈波ずつずらして３脈波ずつ順次平均を取った波高値を示す。
【００６４】
図１（ｂ）に示した血圧算出手段１５は、ノイズの脈波Ｐｎを除いた正常な脈波の波高値のうち最大波高値を判定し、図７の例では脈波Ｐmax の波高値Ｈmaxを最大波高値と判定する。そして、その最大波高値Ｈmaxに所定比率αとしてこの例では５０％を乗じて得られるＨmax×５０％の波高値に対応する高い方の脈波開始圧力、図７の例では約１１５ｍｍＨｇを最高血圧（ＳＹＳ）として算出し、最大波高値Ｈmaxに所定比率βとしてこの例では７０％を乗じて得られるＨmax×７０％の波高値に対応する低い方の脈波開始圧力、図７の例では約７８ｍｍＨｇを最低血圧（ＤＩＡ）として算出する。
【００６５】
このようにして、血圧算出手段１５によって算出された最高血圧と最低血圧は、表示手段８に表示される。
【００６６】
図１（ｂ）に示した体動検出手段１６は、ノイズ分離記憶手段１４が記憶したノイズ値のうち最大ノイズ値Ｐｎと上記最大波高値Ｈmaxとを比較して、一定値以上の差又は比があったときに体動として検出する。例えばＰｎがＨmaxに比べて５ｍｍＨｇ以上大きい場合、ノイズ値Ｐｎは体動として検出される。このときＰｎがＨmaxの２倍以上であれば体動として検出されるようにしてもよい。この体動の検出は、体動報知手段９によって報知されるが、表示手段８に体動マークを表示させることによって報知してもよい。
【００６７】
このようにして体動を検出することにより、圧力検出信号を微分した微分波形からだけでは体動を検出することができない場合でも体動の検出が可能となる。
【００６８】
このような処理は、図１（ａ）に示したマイクロコンピュータ６によって行われるので、そのマイクロコンピュータ６による加圧時測定の処理の流れを、図８に示すフローチャートによって説明する。
【００６９】
操作手段７の測定開始ボタンのＯＮによって測定を開始し、ステップＳ２１でカフ１内の加圧を開始し、カフ内の圧力を図５に示したように略一定の速度で上昇させる。
【００７０】
そして、ステップＳ２２で脈波を検出し、ステップＳ２３でノイズか否かを判定して、ノイズでなければステップＳ２４でその波高値を測定データとして記憶し、ノイズであればステップＳ２５でその波高値をノイズ値として記憶する。
【００７１】
測定データを取得すると、ステップＳ２６で測定データとして記憶した波高値から最大波高値Ｈmax を判定し、ステップＳ２７で図７によって前述したように最高血圧（ＳＹＳ）と最低血圧（ＤＩＡ）を算出する。ステップＳ２８で血圧値の算出終了と判断するまで、ステップＳ２２〜Ｓ２４又はＳ２５の処理を繰り返す。
【００７２】
ここで、ステップＳ２８の血圧値の算出終了は、最高血圧と最低血圧の両方が算出できた後に、ステップＳ２２〜Ｓ２７の処理をさらに繰り返して、数拍分の脈波を取得して、最大波高値Ｈmaxとなる脈波が検出される（最大波高値Ｈmaxが更新される）か否かによって判断する。
【００７３】
また、ステップＳ２８の血圧値の算出終了は、ステップＳ２７で最高血圧と最低血圧の両方が算出できたか否かのみによって判断してもよい。このようにする理由は前述の実施形態において述べたのと同じである。
【００７４】
次いで、ステップＳ２９でノイズ値として記憶したうちの最大ノイズ値Ｐｎと上記最大波高値Ｈmaxを比較して、一定値以上の差がなければ体動を検出せずにステップＳ３１へ進んで、測定結果である最高血圧と最低血圧を表示手段８に表示する。一定値以上の差があると、ステップＳ３０で体動を検出し、ステップＳ３１で表示手段８に、測定結果である最高血圧と最低血圧を表示すると共に、体動マークを表示して体動があったことを報知する。
【００７５】
ステップＳ２９で判断する一定値以上の差とは、例えば最大ノイズ値Ｐｎが最大波高値Ｈmaxよりも５ｍｍＨｇ以上大きいなどであるが、比によって判断してもよく、最大ノイズ値Ｐｎが最大波高値Ｈmaxの２倍以上など、その値は適宜変更することができる。
【００７６】
最後に、ステップＳ３２で加圧を終了し、カフ１内の空気を急速排気させて測定処理を終了する。体動を報知する手段は、前述したように種々の手段を採用することができる。
【００７７】
この発明による電子血圧計の上述した各実施形態のいずれによっても、血圧測定中に検出される脈波成分に異常データやノイズが混入しても、それらを除外して血圧を精度よく算出して表示することができる。そして、測定結果に大きな影響を与えるような体動を検出したときにのみ、それを報知して再測定を促すことができる。したがって、僅かな体動やノイズが頻繁に報知されて測定精度に対する信頼性を損なうようなことがなく、本当に再測定が必要な場合にのみ体動が報知されるので、不正確な測定結果をそのまま記録することも防げる。
【００７８】
しかし、この発明の特徴は、血圧測定中に検出される脈波に混入するノイズ成分のうち、測定結果に重大な影響を及ぼす恐れのある体動を正確に検出することであるから、それに必要な各手段のみがこの発明に必須の構成である。
【００７９】
なお、体動を検出する上記差あるいは比の大きさは任意に変えることができ、それによって体動検出感度を容易に調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
この発明による電子血圧計は、家庭用のオシロメトリック法による各種電子血圧計や携帯型の電子血圧計等に広く適用することができ、その信頼性を高めることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１：カフ ２：加圧手段 ３：減圧手段 ４：圧力センサ
５：Ａ／Ｄコンバータ ６：マイクロコンピュータ ７：操作手段
８：表示手段 ９：体動報知手段 １０：記憶・演算手段
１１：制御手段 １２：チューブ １３：脈波検出手段
１４：ノイズ分離記憶手段 １５：血圧算出手段 １６：体動検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カフと、
該カフ内の圧力を加圧する加圧手段と、
前記カフ内の圧力を減圧する減圧手段と、
前記加圧と減圧とを制御する制御手段と、
前記カフ内の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの出力信号中に含まれる脈波成分を検出する脈波検出手段と、
前記脈波成分から血圧を算出する血圧算出手段と、
該脈波成分に含まれるノイズを判定してそのノイズの波高値をノイズ値として正常な脈波の波高値とは区別して記憶するノイズ分離記憶手段と、
前記記憶したノイズ値のうち最大ノイズ値と正常な脈波の最大波高値とを比較して一定値以上の差又は比があったときに前記最大ノイズ値を体動として検出する体動検出手段と、
を備えたことを特徴とする電子血圧計。
【請求項２】
前記ノイズ分離記憶手段は、順次複数の脈波の波高値を相互に比較して、他の波高値に対して所定値以上の差又は比を有する波高値はノイズと判定してその波高値をノイズ値として記憶し、それ以外の波高値を正常な脈波の波高値として記憶する手段であることを特徴とする請求項１に記載の電子血圧計。
【請求項３】
前記体動検出手段によって体動を検出したときにそれを報知する体動報知手段を有し、該体動報知手段は、体動を検出したことを文字又は図形で表示する手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子血圧計。
【請求項４】
前記体動検出手段によって体動を検出したときにそれを報知する体動報知手段を有し、
該体動報知手段は、音声、警告音、警告ランプの点灯又は点滅、表示の点滅又は表示色の変更のいずれかによって体動の検出を報知する手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子血圧計。
【請求項１】
カフと、
該カフ内の圧力を加圧する加圧手段と、
前記カフ内の圧力を減圧する減圧手段と、
前記加圧と減圧とを制御する制御手段と、
前記カフ内の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの出力信号中に含まれる脈波成分を検出する脈波検出手段と、
前記脈波成分から血圧を算出する血圧算出手段と、
該脈波成分に含まれるノイズを判定してそのノイズの波高値をノイズ値として正常な脈波の波高値とは区別して記憶するノイズ分離記憶手段と、
前記記憶したノイズ値のうち最大ノイズ値と正常な脈波の最大波高値とを比較して一定値以上の差又は比があったときに前記最大ノイズ値を体動として検出する体動検出手段と、
を備えたことを特徴とする電子血圧計。
【請求項２】
前記ノイズ分離記憶手段は、順次複数の脈波の波高値を相互に比較して、他の波高値に対して所定値以上の差又は比を有する波高値はノイズと判定してその波高値をノイズ値として記憶し、それ以外の波高値を正常な脈波の波高値として記憶する手段であることを特徴とする請求項１に記載の電子血圧計。
【請求項３】
前記体動検出手段によって体動を検出したときにそれを報知する体動報知手段を有し、該体動報知手段は、体動を検出したことを文字又は図形で表示する手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子血圧計。
【請求項４】
前記体動検出手段によって体動を検出したときにそれを報知する体動報知手段を有し、
該体動報知手段は、音声、警告音、警告ランプの点灯又は点滅、表示の点滅又は表示色の変更のいずれかによって体動の検出を報知する手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子血圧計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２００５７４（Ｐ２０１１−２００５７４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７２７２２（Ｐ２０１０−７２７２２）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【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２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【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）】
[ Back to top ]