JP2007151940A - 電子血圧計 - Google Patents

Abstract

【課題】カフのコンプライアンス変化が脈波成分に与える影響を抑制する。
【解決手段】電子血圧計１には、測定部位に巻き付けられるカフ４に直接に容積一定のタンク５が接続されて、タンク５とカフ４によりカフ系が構成される。ポンプ７による加圧または弁８による減圧はカフ系全体に為される。タンク５のコンプライアンス変化割合（低圧時のコンプライアンスの値に対する高圧時のコンプライアンスの値の割合）は、カフ４のコンプライアンス変化割合より小さい。したがって、カフ系全体のコンプライアンス変化割合を小さくできるから、コンプライアンス変化による脈波の歪みを抑制できる。
【選択図】図１

Description

この発明は電子血圧計に関し、特に、カフ（腕帯）を介して圧迫された血管の容積変化に基づき生じるカフ圧変化から血圧値を算出する電子血圧計に関する。

生体の一部の測定部位に巻いたカフを加減圧することにより、測定部位において圧迫された血管の容積変化に基づいて生じるカフ圧力変化(以降、圧脈波と記載する)から血圧値を算出するオシロメトリック法を用いた電子血圧計が提供されている。このような電子血圧計においては、血管の容積変化がカフ圧変化として正確に反映されることが重要である。

図３１（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、オシロメトリック法について説明する。図３１（Ａ）には、オシロメトリック法に従う血圧測定の手順Ｔ１〜Ｔ４が示されて、各手順に対応して、検出される値の変化が示される。血圧測定時にカフ圧Ｐ（ｍｍＨｇ）が変化すると、拍動に対する血管の容積変化量にも変化が起こる（ステップＴ１）。血管の容積変化とカフ圧Ｐの変化の関係が図３１（Ｄ）に示される。このような血管の容積変化は圧脈波として検出されて、検出された圧脈波によって形成される脈波包絡線（圧脈波の集合からなる曲線）に基づき、最高血圧値および最低血圧値が算出される（ステップＴ４）。脈波包絡線に基づく血圧および脈拍数の算出手順は公知のものに従うので詳細は略す。

図３１（Ｄ）のように血管容積が変化する場合、カフ圧Ｐの変化が正確に動脈の容積変化を反映することが望まれている。つまり、動脈の容積変化の大きさに比例したカフ内圧力変化の大きさが出力されること（すなわち圧脈波が歪まないこと）が重要となる。図３１（Ｄ）のように血管容積変化が検出された場合、カフ圧変化は図３１（Ｃ）のように検出されて、圧脈波の集合である脈波包絡線は図３１（Ｂ）のように形成される。このように、図３１（Ｄ）の血管の容積変化が、その大きさに比例したカフ圧変化として伝達されることが望ましい。

しかしながら、カフの圧力・容積などが変化すると、血管の容積変化がカフ圧変化として伝達される過程でその伝達感度に変化が生じ、血圧測定精度悪化の原因となる。つまりカフの状態が変化すると、同じ大きさの血管容積変化に対して得られる圧力変化の大きさが変わってくるのである。この伝達時の感度を評価できる一つの指標として、カフコンプライアンスがある。カフコンプライアンス(Ｃｐ=ｄＶ/ｄＰ)とは、カフ内の圧力変化(ｄＰ)に対するカフの容積変化(ｄＶ)を表す指標であり、カフコンプライアンスＣｐが大きいほど伝達時感度が低くなる。つまり、同じ大きさの容積変化に対する圧力変化の大きさは、カフコンプライアンスが大きいほど小さくなる。

図３２（Ａ）〜（Ｃ）には、カフコンプライアンスＣｐの変化による圧脈波の出方の違いが示される。図３２（Ａ）に示されるように、一般に、カフ圧Ｐが高いほどカフコンプライアンスＣｐの値は小さくなり、カフ圧が低いほど、カフコンプライアンスＣｐは大きくなる。カフの一定の容積変化（ｄＶ）に対して生じる圧脈波（ｄＰ）は、そのときのカフコンプライアンス（Ｃｐ）に影響を受ける。つまりカフコンプライアンスＣｐが大きい場合、検出される圧脈波は小さくなり、カフコンプライアンスＣｐが小さいほど、検出される圧脈波は大きくなる。したがって図３２（Ａ）のようなカフコンプライアンスＣｐのカフ圧に応じた変化曲線を考慮すると、カフ圧の変化に伴う一定の容積変化（図３２（Ｂ）を参照）に対して生じる圧脈波（ｄＰ）は、図３２（Ｃ）に示されるように、一定の圧脈波として検出されずカフの容積変化がカフ圧として正確に伝達されないことがわかる。

このカフコンプライアンスの変化を考慮して血圧を測定する従来技術に特許文献１と２に示す以下のような方法がある。

特許文献１では、カフ圧に対するカフの容積変化特性を予め備えておき、そのデータを用いて、カフ圧力変化の信号を容積変化へと換算しなおす。そして、それを用いて血圧値を決定する方法を示している。

特許文献２では、カフコンプライアンスの変化特性を算出する手段を有し、当該手段で得られるデータから圧脈波を補正することで血圧値を正確に求めようとする方法を示している。
特開平５−３２９１１３号公報 特開平５−３１９７０７号公報

しかしながら、特許文献１ではカフの変化特性をカフ材料により決めるために、カフの巻き方や生体周長による変化に対応できない。また、特許文献２ではカフの容積算出手段を備える必要があり、生体周長や巻き方などにより無限に変化する容積変化特性をカバー出来るだけの容積算出手段を予め与えておくには限界がある。したがって、カフ圧などにより生じる圧脈波の歪みを、もっと簡単に補正できる、或いは、その影響を小さく出来る方法が必要である。

この発明の目的は、カフのコンプライアンス変化(カフ内の圧力変化に対するカフの容積変化)が脈波成分に与える影響を抑制する電子血圧計を提供することである。

この発明のある局面に従うと、電子血圧計は、血圧測定部位に装着するカフと、カフに接続されるタンクとからなるカフ系と、カフ系内への空気の供給または排気をしてカフに加える圧力を調整する加圧・減圧手段と、カフ内の圧力信号を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段により検出した圧力信号に含まれる脈波成分に基づき血圧を算する血圧算出手段と、を備える。このタンクは、カフの前記加圧・減圧手段による圧力の変化に応じたカフの容積変化率よりも小さい容積変化率を有する。ここで容積変化率とは、内圧が変化したときの、たとえば低圧→高圧に変化したときの容積変化の割合のことを指す。

好ましくは、カフは測定部位の周囲に巻付けられて装着されて、測定部位の周囲の長さに従い、カフに接続されるタンクの容積が可変に制御される。

好ましくは、周囲が長いほど、カフに接続されるタンクの容積を大きくする。
好ましくは、タンクは複数の部分タンクを含み、周囲の長さに従い、複数の部分タンクから選択した１つ以上の部分タンクがカフに接続される。

この発明の他の局面に従うと、電子血圧計は、血圧測定部位に装着するカフと、カフに接続されるタンクとからなるカフ系と、カフ系内への空気の供給または排気をしてカフに加える圧力を調整する加圧・減圧手段と、カフ内の圧力信号を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段により検出した圧力信号に含まれる脈波成分に基づき血圧を算する血圧算出手段と、カフ系の加圧・減圧手段による圧力の変化に応じたカフ系のコンプライアンスを一定とするようにタンクの容積を可変に制御する容積制御手段とを備える。

好ましくは、カフは測定部位の周囲に巻付けられて装着されて、容積制御手段は、カフ系の加圧・減圧手段による圧力の変化に応じたカフに接続されるタンクの容積を、測定部位の周囲の長さ、および加圧・減圧手段による圧力変化速度に従い可変に制御する。

好ましくは、カフは測定部位の周囲に巻付けられて装着されて、容積制御手段は、カフ系の前記加圧・減圧手段による圧力の変化に応じたカフに接続されるタンクの容積を、測定部位の周囲の長さ、加圧・減圧手段による圧力変化速度、および加圧・減圧手段による最大加圧値に従い可変に制御する。

好ましくは、上述の電子血圧計は周囲の長さを検出する周囲長検出部をさらに備える。
好ましくは、上述の電子血圧計は周囲の長さを、外部から入力するための操作部をさらに備える。

この発明によれば、電子血圧計の血圧計のカフに、圧力変化に伴う容積変化率がカフに較べて小さいタンク、あるいは、容積を可変に調整できるタンクを接続する構成とした。これにより、加圧・減圧手段によりカフを介して測定部位への加圧レベルが調整される血圧測定時には、高圧から低圧に変化したときのカフの容積変化率は変わらないけれどもタンクが接続されたカフ系全体の容積変化率は小さくなる。

これにより、カフ内の圧力信号に含まれる脈波成分における、カフの容積変化率が大きいことに起因した歪みの出現を抑制できて、血管の容積変動を正確に伝達する脈波成分を得ることができる。その結果、脈波成分を用いて算出される血圧の精度は向上する。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

（実施の形態１）
（構成）
図１を参照して本実施の形態１に係る電子血圧計１００は、血圧計本体３０と、被測定者の血圧測定部位に装着されて空気圧により加圧するための空気袋を内蔵する腕帯であるカフ４と、および血圧測定中のカフ４の容積変化の影響を小さくするための空気室であるタンク５とを備える。カフ４とタンク５と血圧計本体３０は樹脂材料などからなるエア管１５により繋がれている。タンク５は血圧計本体３０の内部にあってもよい。ここでは、カフ４とタンク５の容積の関係はカフの大きさ＞タンクの大きさとし、カフ４は最大３００ｃｃの容積を有し、タンク５は１００ｃｃの容積を有すると想定する。

血圧計本体３０は被測定者が表示内容を確認可能なように設けられた表示器３、被測定者が外部から操作可能なように設けられた電源スイッチ１４０を有する操作部１４、測定部位に装着（巻付け）される空気袋であるカフ４を介して検出される測定部位の脈圧の変化を脈波の信号として出力するための圧力センサ６、圧力センサ６から出力される脈波信号を示す電圧信号に従う周期のパルス信号を出力する発振回路１０、カフ４による加圧（空気圧）レベルを調整するためのポンプ７および弁８、ポンプ７を駆動するポンプ駆動回路１１、弁８の開閉を調整するための弁駆動回路１２、メモリ２、計時動作して計時データを出力するタイマ１６、および電源部１３ならびにこれら各部を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１を有する。カフ４とタンク５とは、圧力センサ６、ポンプ７および弁８とのそれぞれパラレルにエア管１５を介して接続される。ここでは、電源部１３により各部に駆動用の電源が供給される。電源部１３はバッテリであってもよく、または商用電源から構成されるとしてもよい。ＣＰＵ１は、発振回路１０から入力するパルス信号に基づき血圧値（最高血圧、最低血圧、平均血圧など）および脈拍数などを算出する。

操作部１４の電源スイッチ１４０がオン操作されると、血圧測定開始の指示信号がＣＰＵ１に与えられるので、ＣＰＵ１は当該指示信号を入力すると、応じて電源部１３を制御して各部に電力の供給を開始するように制御する。電源スイッチ１４０がオフ操作されると血圧測定動作は終了して各部への電力供給は停止する。

メモリ２には、測定結果データ、血圧測定動作、表示器３を介した表示動作などを制御するための各種プログラムおよびデータが格納される。各種プログラムはＣＰＵ１によりメモリ２から読出されて実行されるもとにより、対応の各種の動作が実現される。

上述した構成において、血圧測定に際しては、ＣＰＵ１は発振回路１０から出力されたパルス信号（圧力信号）をデジタルデータに変換した後、当該データについて所定のアルゴリズムを適用して最高血圧・最低血圧を決定するとともに、脈拍数を算出する。このような測定の手順は従来から提供される周知の手順を適用できるから、ここではその詳細説明は略す。発振回路１０から出力されたパルス信号（圧力信号）は、カフ圧に重畳した脈波成分を示す圧脈波の信号である。

（容積一定のタンクを繋ぐケース）
本実施の形態では、血圧測定に用いる空気袋（カフ４）に、容積一定のタンク５を繋ぐことで、血圧測定中のカフ４とタンク５からなるカフ系の容積変化率を小さくし、それにより圧脈波の歪みを小さくするようにしている。

図２には、本実施の形態１に係る構成が概略的に示される。図２を参照して、カフ４には、エア管１５の一端が接続されて他方端は分岐して、分岐の一端にはタンク５が接続されて他端には血圧計本体３０が接続されている。

図３には、血圧測定中のカフ圧Ｐ（ｍｍＨｇ）の変化に対するコンプライアンスＣｐ（ｃｃ／ｍｍＨｇ）の変化が示される。ここでは、エア管１５の容量（容積の変化）は無視している。カフ４の空気袋は伸縮自在の材料からなり容積は可変であるのに対して、タンク５は、できるだけ容積変化率の小さいものが望ましく、たとえば硬い樹脂製の材料からなり、その内部の圧力にかかわらず容積は不変である。したがって、血圧測定中のタンク５のコンプライアンス変化は、カフ４のコンプライアンス変化に比べて小さい。具体的には、図４に示されるように、血圧測定中のカフ圧Ｐ（ｍｍＨｇ）の変化に対する、タンク５のコンプライアンス変化を示す曲線Ａ１とカフ４のコンプライアンス変化を示す曲線Ｂとを比較すると、カフ５のコンプライアンス変化率はカフ４のコンプライアンスの変化率よりもはるかに小さい。

本実施の形態では、図２に示すようにカフ４にエア管１５を介してタンク５が直接に接続されることにより、カフ４とタンク５からなるカフ系に対するポンプ７を用いた加圧時のカフ４のコンプライアンス変化は、図４の曲線Ｂの変化率に曲線Ａ１の変化率を加算したものとなる。これにより、図３の曲線Ｂで示されるタンク５を接続しない場合の血圧測定中のカフのコンプライアンス変化率は、タンク５を接続することにより図３の曲線Ａで示される変化率を示すようになる。つまり、曲線Ｂは、タンク５のコンプライアンスＣｐ分だけ上側にシフトした曲線Ａとなる。図３から、曲線Ａの高圧から低圧に減圧したときのカフ系のコンプライアンスＣｐの変化率は、曲線ＢのカフのコンプライアンスＣｐの変化率よりも小さくなっていることがわかる。これにより圧脈波に歪みが生じるのを抑制できるから圧脈波包絡線における歪みも小さくできて、正確な血圧測定（算出）が可能となる。

図５のように血圧測定中のカフの容積変化が一定となる場合においては、タンク５を繋いだ場合にはカフ４の容積変化に対する圧脈波の歪みは図６のように小さくなる。一方、タンク５が繋がれずカフ４のみであった場合は、図７に示されるように歪みの大きな圧脈波となる。

より具体的に図８と図９を参照して説明する。図８には、血圧測定時のカフ圧Ｐの変化（ただしカフ４の容積変化は一定）に対するカフ４のみである場合のコンプライアンスＣｐの変化とタンク５を繋いだカフ系を用いた場合のコンプライアンスＣｐの変化とがグラフで示される。

一定容積変化に対するカフ圧が１６０ｍｍＨｇにおける圧変化（圧脈波の振幅）の大きさを１とした場合、同様の一定容積変化に対するカフ圧が４０ｍｍＨｇでの圧変化（圧脈波の振幅）の大きさは、カフ４のみの場合０．５２倍となり、カフ４にタンク５を繋いだカフ系の場合０．６倍となり、タンク５をカフ４に接続した場合の方が、圧変化の歪みが小さくなることがわかる。図９には、このような条件における圧変化と、コンプライアンスＣｐの変化と、カフ４の容積が１０ｍｌ変化した場合のカフ圧の変化（ｍｍＨｇ）とが、対比して示されている。

本実施の形態の図１の電子血圧計１００による血圧測定の手順が図１０に示される。図１０のフローチャートを参照して電子血圧計１００における血圧測定を説明する。

動作において、ユーザは、カフ４を測定部位（上腕部）に巻付けて、操作部１４の電源スイッチ１４０を押下すると、血圧測定が開始される。

血圧測定が開始されると（電源スイッチ１４０が押下されると）、応じてＣＰＵ１は、各部を初期化処理する。たとえば、圧力センサ６の０ｍｍＨｇ調整などをする（ステップＳ（以下、単にＳと略す）１）。

次に、ＣＰＵ１は、ポンプ駆動回路１１を介してポンプ７を駆動させるので、一定容積の空気室であるタンク５が接続された状態のカフ４に空気が送られて、測定部位に対するカフ４とタンク５からなるカフ系を介した加圧が開始される（Ｓ１１）。その後、最高血圧よりも所定分だけ高い圧力にまで加圧されたことを、圧力センサ６および発振回路１０を介してＣＰＵ１が検出すると、ポンプ駆動回路１１を介してポンプ７を停止させ、カフ系を介した測定部位への加圧を終了させる（Ｓ１３）。なお、初期化（Ｓ１）〜加圧終了（Ｓ１３）の間においては、ＣＰＵ１は弁駆動回路１２を介して弁８を全閉状態としている。

その後、ＣＰＵ１は弁駆動回路１２を介して弁８を徐々に開放させるので、カフ４内の空気は徐々に排気されてカフ圧は徐々に減圧を開始し始める（Ｓ１５）。

ＣＰＵ１は、減圧が開始されると脈波包絡線を形成可能な期間、発振回路１０から入力する圧脈波の信号をサンプリングして、サンプリングした圧脈波信号を用いて脈波包絡線を生成（検出）する（Ｓ１７）。検出される圧脈波の信号はカフ圧に信号に含まれる脈波成分である。ここで脈波包絡線を形成するとは、サンプリングした脈波信号の振幅とその時点のカフ圧とを対応付けて順次にメモリ２に格納することをいう。格納された各脈波信号の振幅のピークを繋ぐことで、あるいはそれを繋いで平滑化を行うことで脈波包絡線を得ることができる。

脈波包絡線が検出されると、ＣＰＵ１は弁８を全開とし、カフ４内の空気を急速に排気させるようにするので、カフ圧は急速に減圧し、その後大気圧レベルにまで低下して減圧が終了する（Ｓ１９）。その後、ＣＰＵ１は、Ｓ１７で検出した脈波包絡線に基づき所定の手順で血圧値（最高血圧、最低血圧および平均血圧）、また必要であれば脈拍数などを算出し（Ｓ２１）、算出した血圧値または脈拍数を表示器３に表示して一連の血圧測定を終了する（Ｓ２１、Ｓ２３）。

このようにカフ４にタンク５を繋ぐことでカフ圧Ｐの変化に対するカフ４の容積変化の影響を少なくまたは一定とすることが可能となる。これにより測定部位の血管の容積変化をカフ圧変化として歪みが小さい状態で伝達することが可能となるから、カフ圧変化として検出される圧脈波に歪みが生じることが抑制される。その結果、歪みの小さい脈波包絡線を検出できて、より精度が高い血圧測定（算出）が可能となる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、血圧測定に用いるカフ４に内蔵された空気袋に、容積可変のタンク部５１を繋ぐことで、血圧測定中のカフ系のカフ圧の変化に対する容積変化率を小さくし、それにより圧脈波の歪みを小さくするよう構成される。

図１１には、本実施の形態２に係る電子血圧計１１０の構成が示される。図１１の構成と図１の構成とを比較し異なる点は、タンク５に代替してタンク部５１と、電子血圧計本体３０に代替して電子血圧計本体４０を備える点にある。電子血圧計本体４０は電子血圧計本体３０の構成に追加してタンク容積変化機構９を設けており、そしてＣＰＵ１に代替してタンク容積変化機構９の制御機能を有するＣＰＵ１０１を備え、さらにメモリ２に代替してメモリ２００を備える。電子血圧計１１０の他の構成は、図１に示されたそれと同じであるので説明は略す。

図１２には、図１１の電子血圧計１１０の電気的な構成が示される。図１２において電子血圧計１１０は、血圧測定のための各部を収容するための筐体に、エア管１５を介してカフ４が接続されている。筐体内には、エア管１５を介して容積可変のタンク部５１が接続されている。タンク部５１とカフ４により１つの空間（カフ系）をなす構造を採用している。エア管１５の一方端にはカフ４が接続され、他方端は分岐しており、分岐した１方にはタンク部５１が接続されて他方は３分岐して１つにはポンプ７、他の１つには弁８およびさらに他の１つには圧力センサ６が接続される。

タンク部５１は、硬質の樹脂材料からなる注射器のような構造を有し、注射器にシリンダに相当の円柱状の筐体５１２とピストン５１１とを有する。筐体６１２の底面にはエア管１５が接続されて、筐体５１２内の空気はエア管１５を介してカフ４との間で流通している。ピストン５１１は円板部と円板部に取り付けられた軸とを有する。軸の一端には円板部が接続されて他端にはタンク容積変化機構９に相当するソレノイド２０が接続される。ソレノイド２０の電磁誘導により軸が筐体５１２の底面方向にプッシュされる、または反対方向にプルされることで、円板部はその周辺を筐体５１２の内壁に接しながら滑るようにして自在に移動して、移動後の位置で固定される。移動量はソレノイド２０に印加される電圧レベルに基づき調整される。図１２の状態においては、ピストン５１１の円板部は筐体５１２（シリンダ）の中ほどにおいて停止させられている。このようにしてピストン５１１の円板部とエア管１５が接続された筐体５１２の面とを挟んで形成される容積可変の空気室がカフ４に繋がれて、１つの空間（カフ系）が形成される。ここでも、当該カフ系におけるエア管１５の容積は無視している。

図１３には、図１１または図１２の構成について、カフ４とタンク部５１と血圧計本体４０がエア管１５を介して接続されている状態が模式的に示されている。このような構成において、本実施の形態に係る電子血圧計１１０におけるＣＰＵ１０１は、タンク部５１のコンプライアンスとカフ４のカフコンプライアンスの合計が血圧測定時には一定となるように制御することにより、圧脈波の歪みを防止している。

図１４には、本実施の形態に係る血圧測定時のカフ圧Ｐ（ｍｍＨｇ）の変化に応じたカフ４のコンプライアンスＣｐ（ｃｃ／ｍｍＨｇ）の変化が示される。カフ４のみを用いて（タンク部５１は用いずに）血圧測定した場合、カフ圧Ｐの変化に対するコンプライアンスＣｐの変化は、図１４の曲線Ｂで示される。これに対し、本実施の形態のように血圧測定においてカフ４にエア管１５を介してタンク部５１を直接に接続し、タンク部５１の容積をタンク容積変化機構９を介して可変に制御する。具体的には同様のカフ圧Ｐの変化において、線分Ｃのようにカフ４のコンプライアンスＣｐをほぼ一定となるようにタンク部５１の容積を可変に制御する。具体的には、図１５に示されるようにカフ４のみである場合のコンプライアンスＣｐの変化の曲線Ｂに、タンク部５１のコンプライアンス変化の曲線Ｃ１を加算するような制御をして、タンク部５１の曲線Ｃ１で示すコンプライアンス分だけ曲線Ｂのカフ４のコンプライアンスＣｐを上昇させる。これにより、カフ系のコンプライアンスＣｐは、すなわちカフ系のカフ圧変化に対するカフ容積変化は、線分Ｃで示すように一定となる。

図１６に示すように、カフ系のコンプライアンスを一定とするようにタンク部５１の容積が可変制御されているので、一定の容積変化により検出される圧脈波は、図１７に示されるように、そのときのカフ圧によらず振幅（ｍｍＨｇ）一定となって、カフ４の容積変化に対する圧脈波の歪みが打消されることがわかる。これに対して、カフ４のみを用いた場合には、図１８のように、カフ４のコンプライアンス変化が大きくなり、一定の容積変化に対する圧脈波の歪みが顕著に生じている。

このように本実施の形態では、血圧測定時には、カフ圧Ｐの変化に関係なくタンク部５１のコンプライアンスとカフ４のコンプライアンスとの合計が、常に一定となるようにＣＰＵ１０１はタンク容積変化機構９を介してタンク部５１の容積を可変制御するので、圧脈波の歪みはなくなり、それにより圧脈波包絡線の歪みの影響も小さくなって、正確な血圧測定が可能となる。

（実施の形態３）
本実施の形態３では、血圧測定の各種条件に従い実施の形態２のタンク部５１の容積を可変に制御する場合を説明する。

今、血圧測定部位が被測定者の上腕部であったと想定する。上腕部にカフ４を血圧測定可能なように巻付けた場合、血圧測定部位（上腕）が太いほど、すなわち腕周が長いほど、測定部位に巻付けられて（拘束されて）いるカフ４の容積は大きくなる。つまり、腕周が長いほど（腕が太いほど）、カフ４の容積（あるいはコンプライアンス）が大きくなる。したがって、同じ容積のタンクをカフ４に繋いだ場合、カフ系のコンプライアンスの補正効果（カフ圧の低圧側と高圧側とのコンプライアンスの比を一定に近づける効果）は、細い腕（腕周が短い腕）の方が大きくなる。それゆえに、腕周の長さにかかわらず正確に血圧測定をするためには、腕周の長さにかかわらずカフ系のコンプライアンス補正効果が同じとなるように、カフ４に連結するタンク部５１の容積を変更する必要がある。このように、腕周の長さにかかわらず同じカフ系のコンプライアンス補正効果を得るために、腕が太い（腕周が長い）場合には、タンク部５１の容積を大きくするようにし、腕が細い（腕周が短い）場合にはタンク部５１の容積が小さくなるように、また、その中間の腕の太さ（腕周が中くらい）である場合にはタンク部５１の容積がその中くらいとなるように制御される。

図１９には、腕周の長さ毎に、カフ圧Ｐの変化に対応して、腕周の長さ（測定部位の腕の太さ）に応じて容積が可変調整されるタンク部５１をカフ４に連結した場合のカフ４のコンプライアンスＣｐの変化（図中、実線の曲線）と、タンク部５１を連結しない場合のカフ４のコンプライアンスＣｐの変化（図中、破線の曲線）とが示される。図１９において測定部位の腕の太さ（太い、中くらい、細い）の別毎に、カフ４のコンプライアンスＣｐの変化の曲線（実線と破線の曲線）が示される。図１９からは、容積可変のタンク部５１をカフ４に接続することで、腕周の長さにかかわらずカフ４のコンプライアンスＣｐの補正効果が同じとなるように、すなわち腕が太い、中くらい、および細いのそれぞれにおいてカフ４のコンプライアンスＣｐの補正効果が一定となるようにタンク部５１の容積が可変に制御される。図１９を参照してカフ４のコンプライアンスＣｐの補正効果とは、腕が細い場合を例にすると、低圧側と高圧側の補正前（カフ４のみの場合）のコンプライアンスＣｐを示す値ａ１と値ｂ１との比と、低圧側と高圧側の補正後（タンク部５１を接続した場合）のコンプライアンスＣｐを示す値ａと値ｂとの比とを一定にする効果をいう。

本実施の形態では、測定部位の腕周の長さ（上腕部の太さ）に応じてカフ４にエア管１５を介して接続するタンク部５１の容積を変化させる。つまり、腕周が太いほどタンク部５１の容積を大きくし、細いほどその容積を小さくする。

本実施の形態では、腕周の長さに応じたタンク部５１の容積の可変制御は、手動切換または自動切換でなされる。

手動切換の場合、実験の結果に基づき腕周ごとに予め定められた異なる容積を有する複数のタンクがタンク部５１に設けられて、外部からのユーザによる腕周に応じた切換指示の入力に従い、タンク部５１において当該切換指示が示す腕周に対応の容積を有したタンクが選択されて、選択されたタンクがカフ４に接続される。

自動切換の場合は、測定部位にカフ４が巻付けられると、巻付けられた腕周の太さが検出されて、検出結果に基づき、タンク部５１の検出結果が示す腕周に応じた容積を有するタンクが選択されて、選択されたタンクがカフ４に接続される。

手動切換の場合の構成が図２０に示される。図２０を参照して、タンク部５１は複数の部分タンクからなる。複数の部分タンクとして、腕が太い場合に選択される容積が大きい大タンク５１１、腕の太さが中くらい（太くもなく細くもない）の場合に選択される容積が中くらいの中タンク５１２および腕が細い場合に選択される容積が小さい小タンク５１３を有する。容積の大きさに関して、大タンク５１１＞中タンク５１２＞小タンク５１３の関係を有している。各タンクの容積は実験などにより予め求められたものを適用している。

タンク５１１〜５１３のそれぞれは、弁５２１、５２２および５２３を介してカフカフ４に対して並列にエア管１５を介して接続される。弁５２１、５２２および５２３は、タンク容積可変制御機構９に相当のタンク容積制御部９１から与えられる信号５２０に基づき開閉が制御される。弁５２１、５２２および５２３の開閉を制御する信号５２０は、たとえば弁５２１、５２３および５２３がデジタル信号により制御される場合には、信号５２０が“１００”を示すとき大タンク５１１が全開となり、他の弁５２２および５２３は全閉となって、大タンク５１１のみがエア管１５を介してカフ４に接続される。また、信号５２０が“１０１”を示すとき中タンク５１２の弁５２２のみが全開となり、他の弁５２１および５２３は全閉となって、中タンク５１２のみがエア管１５を介してカフ４に接続される。また、信号５２０が“００１”を示すとき、弁５２３のみが全開となり、弁５２１および５２２は全閉となるので、小タンク５１３のみがエア管１５を介してカフ４に接続される。ここでは、信号５２０はデジタル信号を示すとしたが、これに限定されるものではない。

血圧測定において、たとえばユーザが操作部１４１に予め設けられた測定部位の腕周（腕の太さ）に応じたスイッチ１６１、１６２および１６３のうち、ユーザが血圧測定をしようとする腕周の太さ（太い、中、細い）の別を判断し、その判断に応じてスイッチ１６１、１６２および１６３のいずれか１つを押下すると、当該スイッチの押下信号はＣＰＵ１０１に与えられる。ＣＰＵ１０１は、操作されたスイッチに応じた種類の信号をタンク容積制御部９１に与える。したがって、タンク容積制御部９１は操作されたスイッチに応じたレベルの信号５２０を出力する。具体的にはスイッチ１６１が押下されると信号５２０のレベルは‘１００’となり、スイッチ１６２が押下されると信号５２０のレベルは‘０１０’となり、スイッチ１６３が押下されると信号５２０のレベルは‘００１’となる。

ここでは、ユーザがスイッチ１６１、１６２および１６３のいずれを押下するかの判断の目安は次のようにして与えられる。つまり、カフ４が測定部位に巻付けられるとき、カフ４に予め付けられている腕の太さ（腕周の長さ）を示す目印を基準にして、巻付けられたときのカフ４の一端が位置する目印により、腕の太さの判断の目安が与えられる。与えられる目印に基づき、腕の太さを認識し、その認識結果に基づきユーザがスイッチ１６１〜１６３のいずれかを操作する。

図２１には、カフ４に接続するタンク部５１の容積を自動で切換える場合の概略構成が示される。ここでは、図２２のように測定部位（上腕）にカフ４１が巻付けられる。カフ４１は、カフ４の内側に、電磁石スイッチを構成する電磁石４２、４３、４４および４５が内蔵されたものである。電磁石４３、４４および４５は、カフ４１が上腕に巻付けられた場合に、腕の太さに応じて電磁石４２が達する位置に設けられている。つまり、腕が太いほど、カフ４１の一方端に設けられた電磁石４２はカフ４１の他方端のより外側に設けられた電磁石に達するであろう。ここでは、腕が太い場合には、電磁石４２は電磁石４５に当接し、中ぐらいである場合には電磁石４４に当接し、細い場合には電磁石４３に当接すると想定している。各電磁石を設ける位置は実験などにより、腕周の長さに応じたカフコンプライアンスを考慮して正確な血圧測定を可能とするための位置として求められると想定する。

カフ４１を血圧測定部位（上腕）に巻き付けることで電磁石４２が電磁石４３、４４および４５のいずれかに当接すると、当接した電磁石からは、いずれのスイッチがオンしたかを示す信号５２１が出力されてＣＰＵ１０１に与えられる。ＣＰＵ１０１は、メモリ２に予め格納されたプログラムを実行して、信号５２１に基づき腕周を検出する腕周検出部８０を有する。腕周検出部８０は、入力した信号５２１に基づき、腕周の長さ（腕の太さ）を判別して、その判別結果に応じた信号をタンク容積制御部９１に与える。タンク容積制御部９１は与えられる信号に基づき、前述したような信号５２０をタンク部５１へ出力する。したがって、血圧測定時に、カフ４１を測定部位（上腕）に巻付けると同時に、測定部位の腕周が検出されて、その検出結果に基づきタンク部５１の大タンク５１１、中タンク５１２および小タンク５１３の１つがカフ４１に接続される。

信号５２１は、ここでは図２２に示すようにエア管１５内に挿通されたケーブルを介してＣＰＵ１０１に与えられるとしているが、たとえば無線（電磁波または赤外線の信号）によりＣＰＵ１０１に与えられるとしてもよい。

図２０と図２１のタンク部５１の構成においては、腕周の長さに応じた容積を有した複数の部分タンクは、エア管１５に並列に接続されているとしたが、図２３のように、容積が同じような複数の部分タンク、たとえば第１タンク５１０、第２タンク５１０および第３タンク５１０を弁５２３、５２２および５２１を介してエア管１５に直列に接続されるようにしてもよい。ここでは、信号５２０が“１１１”を示すとき、弁５２１、５２２および５２３は全て全開状態となって、カフ４には第１〜第３タンク５１０の容積を合計した容積を有するタンクが接続された状態となる。したがって、すべての弁が全開状態となったとき、図２０に示されるような大タンク５１１がカフ４に接続された状態と同等となる。また、信号５２０が“１１０”を示すとき、弁５２１は全閉となり、弁５２２および５２３は全開となるので、カフ４には第１タンク５１０と第２タンク５１０のみが接続される。この状態のとき、図２０に示したように中タンク５１２のみが接続された状態と同等となる。また、信号５２０が“１００”を示すと、弁５２３のみが全開となるので、第１タンクのみがカフ４に接続されて、図２０の小タンク５１３のみがカフ４に接続された状態と同等となる。なお、カフ４の容積をタンク部５１の複数のタンクの切替えで容積を可変制御する場合においても、両者の間を繋ぐエア管１５の容積は無視している。

図２３では、第１〜第３タンク５１０は同じ容積としているが、腕周に応じて、図２０の切替えと同じような容積の切替えを行なうことができるのであれば、図２３のように直列接続されるタンクの数、または各タンクの容積は図２３に示したものに限定されえない。

（腕周に従う血圧測定処理手順）
図２４には、図２０の構成においてカフ４に容積可変のタンク部５１を接続する場合の、血圧測定時の処理フローチャートが示される。

動作において、ユーザは、カフ４を測定部位（上腕部）に巻付けて、操作部１４１の電源スイッチ１４０を押下すると、血圧測定が開始される。

血圧測定が開始されると（電源スイッチ１４０が押下されると）、応じてＣＰＵ１０１は、血圧測定の各部を初期化処理する。たとえば、圧力センサ６の０ｍｍＨｇ調整などをする（ステップＳ（以下、単にＳと略す）１）。

次に、ＣＰＵ１０１は、ユーザのスイッチ１６１〜１６３のいずれかの操作に基づく腕周データの入力、または、電磁石４２〜４５によるスイッチの信号５２１に基づく腕周データを入力する（Ｓ３）。そして、腕周検出部８０は、入力したデータに基づき腕周をレベル分けする。たとえば、信号５２０または５２１が、腕周が小さい（腕が細い）ことを示せば、小タンク５１３をカフ４に接続するようにタンク容積制御部９１を介して信号５２０を出力させる。また、腕周が中と判定すると、中タンク５１２を接続するように、タンク容積制御部９１を介して信号５２０を出力させる。また、太いと判定すると、大タンク５１１がカフ４に接続されるように、タンク容積制御部９１を介して信号５２０を出力させる（Ｓ７、Ｓ９およびＳ１０）。

このようにして、カフ４に大タンク５１１〜５１３のいずれかが接続された状態となると、ＣＰＵ１０１はポンプ駆動回路１１を介してポンプ７を駆動させるので、カフ４に空気が送られて、測定部位に対するカフ４を介した加圧が開始される（Ｓ１１）。その後、最高血圧よりも所定分だけ高い圧力にまで加圧されたことを、圧力センサ６および発振回路１０を介してＣＰＵ１０１が検出すると、ポンプ駆動回路１１を介してポンプ７を停止させ、カフ４を介した測定部位への加圧を終了させる（Ｓ１３）。なお、初期化（Ｓ１）〜加圧終了（Ｓ１３）の間においては、弁駆動回路１２を介して弁８は全閉状態にある。

その後、ＣＰＵ１０１は弁駆動回路１２を介して弁８を徐々に開放させるので、カフ４内の空気は徐々に排気されてカフ圧は徐々に減圧を開始し始める（Ｓ１５）。

ＣＰＵ１０１は、減圧が開始されると脈波包絡線を形成可能な期間、発振回路１０から入力する脈波信号をサンプリングして、サンプリングした脈波信号を用いて脈波包絡線を生成（検出）する（Ｓ１７）。

脈波包絡線が検出されると、ＣＰＵ１０１は弁８を全開とし、カフ４内の空気を急速に排気させるようにするので、カフ圧は急速に減圧し、その後大気圧レベルにまで低下して減圧が終了する（Ｓ１９）。その後、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１７で検出した脈波包絡線に基づき所定の手順で血圧値（最高血圧、最低血圧および平均血圧）、また必要であれば脈拍数などを算出し（Ｓ２１）、算出した血圧値または脈拍数を表示器３に表示して一連の血圧測定を終了する（Ｓ２１、Ｓ２３）。

このように測定部位の腕周の長さ（腕の太さ）に応じてカフ４に接続されるタンク部５１の容積を変更することで、腕周の長さに関係なくカフ４のコンプライアンスの補正効果は同じとされるので、腕周の長さに拘わらずステップＳ２１において同じ血圧測定（血圧算出）のアルゴリズムを用いるとしても、歪みが抑制された脈波包絡線を用いた正確な血圧測定が可能となる。

図２４のステップＳ７、Ｓ９およびＳ１０では、図２０または図２１のタンク切替えを適用したが、適用される切替え機構は、図２３のようであってもよい。または、図１２のようにソレノイド２０を用いてピストン５１１を筐体５１２内を移動させることにより、カフ４に繋がるタンク部５１の容積を腕周の長さに応じて切替える機構を採用してもよい。その場合には、検出した腕の太さ（腕周の長さ）に応じてタンク部５１の容積を可変とするために、メモリ２００に腕の太さ（太い、中、細い）の別に対応してソレノイド２０に印加する電圧レベルを登録したテーブル２１を格納しておく。ＣＰＵ１０１は検出（入力）した腕の太さのデータに基づきメモリ２のテーブル２１を検索して、対応の電圧レベルを読出し、読出した電圧レベルの電圧をソレノイド２０に印加する。これによりピストン５１１が、印加された電圧レベルに相当する分だけ図１２の→方向に移動する。これにより、検出した腕の太さに相当の容積を有するタンク部５１がカフ４に接続されることになり、図２０または図２１のタンク切替えと同様の効果を得ることができる。

なお、電子血圧計１００の電源オフ時（血圧測定終了時）またはステップＳ１の初期化時には、カフ４または４１に接続されるタンク部５１の容積はゼロとなるように設定される。すなわち図１２の構成の場合にはソレノイド２０に印加する電圧レベルはゼロであるのでピストン５１１の円板は筐体５１２のエア管１５が繋がれた面に接した状態である。また、図２０と図２１と図２３の構成の場合には弁５２１、５２２および５２３の全てが全閉状態である。

（腕周とカフの状態に従う血圧測定処理）
次に、タンク部５１の容積の可変制御の方法を、測定部位の腕周データとカフの状態（カフの巻付けの強さまたは腕の柔らかさ）から決定する手順について図２５のフローチャートに従い説明する。ここでは図１２の構成を有するタンク部５１が用いられる。

図２５を参照して、カフ４が測定部位に巻付けられて、ユーザが電源スイッチ１４１を押下すると、血圧測定が開始されて、前述したような初期化（Ｓ３１）および腕周データの入力（または検出）（Ｓ３３）がなされる。その後、ＣＰＵ１０１はポンプ駆動電圧を決定する（Ｓ３５）。ポンプ駆動電圧の決定は、ステップＳ３３における入力された腕周データに基づき、カフ４を加圧するためのポンプ７を駆動するポンプ駆動回路１１への駆動電圧を決定することをいう。

ポンプ駆動回路１１の駆動電圧を制御することによりポンプ７の回転速度、すなわちカフ４に対する加圧速度を制御できる。たとえば、腕周データが“太い”を示す場合には、ポンプ駆動回路１１への印加電圧を６．０Ｖ、細ければ、５．０Ｖ、中くらい（標準）であれば５．５Ｖと駆動電圧を決定し、決定した駆動電圧をポンプ駆動回路１１に印加する。このように、ポンプ駆動電圧を決定することにより、測定部位の腕周の長さ（腕の太さ）によらず、カフ４を介した測定部位へのポンプ７による加圧速度を一定とすることができる。

なお、このような加圧速度を一定とするための腕周データに対応のポンプ駆動電圧は予め実験により求められてメモリ２００のテーブル２２に格納されている。したがって、ＣＰＵ１０１はステップＳ３３で入力した腕周を示す腕周データに基づきテーブル２２を検索して対応するポンプ駆動電圧を読出すことでポンプ駆動電圧を決定できる。そして、決定した駆動電圧に基づきポンプ駆動回路１１を制御する。

このようにして決定されたポンプ駆動電圧によりポンプ７が回転開始するので、カフ４に対して空気の送り込み開始されてカフ４を介した測定部位への加圧が開始される（ステップＳ３７）。加圧開始後の加圧速度は腕周によらず一定速度となるはずである。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３９において実際の加圧速度をタイマ１６から入力の計時データと検出されるカフ圧に基づき単位時間あたりのカフ圧の上昇である加圧速度を検出して（ステップＳ３９）、検出した加圧速度に基づきカフ４に接続するタンク部５１の容積を決定する（ステップＳ４１）。

具体的には、ＣＰＵ１０１によりステップＳ３５で決定したポンプ駆動電圧を用いてポンプ７が駆動されてカフ４を介して測定部位が加圧されると、圧力センサ６および発振回路１０を介して検出した脈波信号に基づき、カフ圧を検出する。検出するカフ圧がたとえば４０ｍｍＨｇになるまでは、ステップＳ３５で決定した駆動電圧でポンプ７を駆動して、加圧を継続させる。この間、ＣＰＵ１０１はステップＳ３７で加圧を開始してから４０ｍｍＨｇまでのカフ圧が上昇するのに要する加圧時間をタイマ１６で計り、計った加圧時間を基に、測定部位の腕の柔らかさやカフ４の巻付け具合（巻きつけが固い／ゆるい）を判定する。

たとえば、４０ｍｍＨｇまでの加圧時間がメモリ２００に予め格納された時間データＴが示す所定時間より長い、すなわち加圧速度が時間データＴに相当の所定速度よりも遅い場合には、腕は柔らかいまたはカフ４は緩く巻かれている（緩巻き）と判定する。また、所定時間通りである、すなわち加圧速度は所定速度に一致するならば、腕の硬さは標準またはカフ４は測定部位にぴったりと巻かれている（ぴったり巻き）と判定する。また、所定時間よりも短い、すなわち加圧速度は所定速度よりも速ければ、腕は固いまたはカフ４は腕にきつく巻かれている（きつ巻き）と判定する。柔らかまたは緩巻きと判定された場合をケース（ｄ）とし、標準またはぴったり巻きと判定されたケースをケース（ｅ）とし、固いまたはきつ巻きと判定されたケースをケース（ｆ）とする。

このようにして圧力変化データが取得されると（Ｓ３９）、タンク制御方法が決定される（Ｓ４１）。つまり、ステップ３３で得られた腕周データと、ステップＳ３９で得られた腕の状態や巻付け具合を示すカフの状態の各種ケースをもとに、タンク制御方式を決定する。このタンク制御方式の決定の詳細は後述する。

次に、ＣＰＵ１０１は、決定されたタンク制御方法に従いタンク部５１の容積の切換制御を開始し（Ｓ４３）、加圧過程において検出される脈波信号に基づく脈波包絡線を前述のステップＳ１７と同様に検出する（Ｓ４５）。その後、脈波包絡線を取得できると、または所定血圧のレベル、たとえば最高血圧よりも少し高めにまでカフ圧が上昇したことを検出すると、ＣＰＵ１０１はポンプ７を停止するようにポンプ駆動回路１１を制御する。これにより、加圧は終了する（Ｓ４７）。

次に、ＣＰＵ１０１はタンク部５１のタンクの切換制御を終了する（Ｓ４９）。つまり、タンク部５１は前述したような初期状態に設定される。

その後、弁８を全開にして、カフ４内の空気を排気することにより、カフ圧は急激に減少し、ほぼ大気圧にまで落とされる（Ｓ５１）。

その後ＣＰＵ１０１は、検出した脈波包絡線に基づき、前述したステップＳ２１およびＳ２３と同様にして、血圧値および脈拍数などを算出し、算出結果を、表示器３を介して表示する（Ｓ５３、Ｓ５５）。

ここで、ステップＳ４１のタンク制御方法の決定手順について説明する。
図２５のステップＳ３５で決定したポンプ駆動電圧に基づきポンプ７を駆動すると、加圧速度が一定となってカフ４を介して測定部位である上腕部の加圧が開始される。この場合、上腕部が柔らかいまたはカフ４が緩巻きである場合には、カフ４の空気袋は膨らみやすい状態にあるので、カフ圧の単位時間当りの上昇は小さい、すなわち加圧速度が遅い。したがって、加圧速度が遅い場合には、腕が柔らかいまたはカフ４は緩巻きと判定することができる。

また、固い腕またはカフ４がきつ巻きである場合には、カフ４の空気袋は膨らみにくい状態にあるので、単位時間当りのカフ圧の上昇は大きく、その結果、加圧速度は速い。加圧速度が速いという結果に基づき、上腕部が固いまたはカフ４はきつ巻きと判定することができる。実験によれば、図２６のように、加圧開始からの時間経過に対するカフ圧は、前述したケース（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）のそれぞれに応じて実線で示されるような傾きで変化する。加圧開始してから所定のカフ圧（４０ｍｍＨｇ）に達するのに要する時間は、ケース（ｆ）が一番短く、すなわち加圧速度が速く、ケース（ｅ）はそれよりも遅く、ケース（ｄ）はさらに遅くなる。

したがって、ケース（ｄ）の場合には、カフ４内の圧力変化（ΔＰ）に対するカフ４の容積変化（ΔＶ）が大きくなる傾向にある、すなわちカフ４のコンプライアンスＣｐが大きくなり、固いほど、またはきつ巻きであるほど、カフ４内の圧力変化（ΔＰ）に対するカフ４の容積変化（ΔＶ）は小さく、カフ４のコンプライアンスＣｐは小さくなる。

この結果に基づき、血圧測定時にカフ４のコンプライアンスＣｐを一定にするためにタンク部５１のカフ圧の変化に応じたコンプライアンスの変化は、図２７に示されるような目標曲線を辿るように制御される。

図２７では、カフ４の加圧開始時のポンプ駆動電圧に関して、前述の６．０Ｖ、５．５Ｖ、および５．０Ｖを、それぞれケース（ａ）、（ｂ）および（ｃ）とする。これに、カフの状態を示す前述のケース（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）を組み合わせる。組み合わせは図２７に示すように３ケース×３ケースの合計９個となる。この９個の組み合わせＰ１〜Ｐ９のそれぞれに対応して、カフ圧の変化に応じたタンク部５１の目標とするコンプライアンスの変化を示す曲線は、実験によれば図２７のようになる。組み合わせＰ１〜Ｐ９のそれぞれ毎に、図２７の対応の曲線で示される目標のコンプライアンスの曲線を辿るように、ＣＰＵ１０１はタンク部５１の容積を可変に制御する。

具体的には、図２７の組み合わせＰ１〜Ｐ９のそれぞれ毎のタンク部５１の目標コンプライアンスの変化に応じた、タンク部５１の容積の変化を表わすと、図２８のようになる。図２７の曲線から図２８の曲線への変換は所定の変換式を用いることにより実現できる。または図２７の曲線を得るための実験において並行して得ることができる。

電子血圧計１０１においては、組み合わせＰ１〜Ｐ９のそれぞれ毎に図２８の曲線を示すデータをメモリ２００のテーブルＴＢ１〜ＴＢ９に予め格納しておく。テーブルＴＢ１〜ＴＢ９のそれぞれは同様な構成を有する。テーブルＴＢ１〜ＴＢ９のそれぞれは、図２８のカフ圧を示す複数のカフ圧データのそれぞれに対応して、該当する組み合わせの曲線が示すタンク部５１の容積を示す容積データが格納されている。

図２５のステップＳ４１では、ステップＳ３５で得たポンプ駆動電圧とステップＳ３９で得たカフの状態とに基づき、タンク部５１の容積可変制御の方法、すなわち図２８の組み合わせＰ１〜Ｐ９のいずれかの曲線を、すなわちテーブルＴＢ１〜ＴＢ９のいずれかを選択する。これにより、タンク部５１の容積可変の制御方法が決定される。

ステップＳ４３では、ＣＰＵ１０１はポンプ７を介したカフ４の加圧に従い逐次検出されるカフ圧に基づき、ステップＳ４１で選択したテーブルを検索して、対応の容積データを読出す。そして読出した容積データを所定手順（所定変換式）に従いソレノイド２０に印加する電圧レベルに変換する。そして変換後の電圧レベルに応じた電圧をソレノイド２０に印加する。したがって、カフ圧の上昇に従いタンク部５１の容積を図２８の曲線に従い可変に制御できる。これにより、腕周の長さ（腕の太さ）およびカフの状態（腕の柔らかさまたはカフ４の巻きつけの強さ）にかかわらず、カフ４のコンプライアンスＣｐを一定とする事ができる。これにより、カフ４の容積変化による圧脈波の歪は打ち消されて、正確に血圧を測定（算出）できる。

（腕周、カフの状態および最大加圧値に従う血圧測定処理）
前述した血圧測定は、加圧期間において検出された脈波包絡線を用いてなされているが、図２９の手順では、減圧過程で検出された脈波包絡線を用いて血圧測定がされる。

図２９には、前述した腕周の３ケース（ケース（ａ）、（ｂ）および（ｃ））ならびにカフの状態の３ケース（ケース（ｄ）、（ｅ）および（ｆ））に、さらに最大加圧値の３ケース（後述のケース（ｇ）、（ｈ）および（ｉ））の組み合わせに従って、カフ４のコンプライアンスＣｐを一定にするようにタンク部５１の容積を可変に制御しながら、血圧測定する手順が示される。

図２９では、電源投入がなされて血圧測定が開始されると、ステップＳ３１、Ｓ３３、Ｓ３５およびＳ３７が図２５と同様に行なわれる。

ステップＳ３７で加圧が開始されると徐々にカフ圧が上昇する。その加圧過程において、ステップＳ３９Ａでは前述と同様にカフの状態が得られるとともに、最大加圧値が検出される。

その後、ＣＰＵ１０１は所定カフ圧（たとえば、最高血圧）にまで加圧したことを判定すると、ポンプ７の駆動を停止して加圧動作が終了する（Ｓ５７）。その後、弁駆動回路１１を介して弁８を徐々に開放するように制御する。これにより、カフ圧は徐々に減圧を開始する（Ｓ５９）。

減圧が開始されると、ＣＰＵ１０１はカフ４のコンプライアンスＣｐが腕周の長さ、カフの状態および最大加圧値にかかわらず一定となるように、タンク部５１の容積を可変制御する方法を決定する（Ｓ６１）。そして、決定した制御方法に従いタンク部５１の容積を可変制御する（Ｓ６３）。

このようにタンク部５１の容積を可変に制御しながら減圧する過程において検出される脈波信号をサンプリング収集して、脈波包絡線が検出される（Ｓ６５）。血圧測定可能な脈波包絡線を検出すると、弁８が全開されて減圧が終了し（Ｓ６７）、タンク部５１の容積可変制御が終了する（Ｓ６９）。その後、検出した脈波包絡線に基づき、ＣＰＵ１０１は血圧値を算出するとともに、その結果を表示器３に表示する（Ｓ７１、Ｓ７３）。

ここで、ステップＳ６１におけるタンク制御方法の決定について説明する。加圧過程で検出した最大加圧値によって、前述した組み合わせＰ１〜Ｐ９の図２７に示した９個の曲線のそれぞれは、さらに３個のケースに分類される。したがって、タンク部５１のコンプライアンス曲線は９×３＝２７の組み合わせに分類される。すなわち、検出した最大加圧値が低い（たとえば１４０〜１８０ｍｍＨｇ）場合をケース（ｇ）とし、最大加圧値が普通（１８０〜２２０ｍｍＨｇ）の場合をケース（ｈ）とし、最大加圧値が高い（２２０〜２６０ｍｍＨｇ）場合をケース（ｉ）とする。

図３０（Ａ）には、ケース（ｇ）、（ｈ）および（ｉ）に応じたタンク部５１のコンプライアンス目標制御特性の曲線が示される。まず、図３０（Ｂ）を参照して、たとえば腕周が３２ｃｍの腕を測定部位として減圧過程で血圧測定した場合の、最大加圧値に応じたカフのコンプライアンスの変化を説明する。図３０（Ｂ）に示すように、同じカフを用いて同じ腕を測定部位にして血圧測定しても、最大加圧値を１８０ｍｍＨｇと２８０ｍｍＨｇと異ならせることで、１８０ｍｍＨｇまで加圧した後の減圧過程でのカフのコンプライアンスの変化率と、２８０ｍｍＨｇまで加圧した後の減圧過程でのカフのコンプライアンスの変化率とは異なってしまう。図３０（Ｂ）では最大加圧値が低いほど、カフのコンプライアンス変化率が大きいことがわかる。このように最大加圧値でカフのコンプライアンスの変化率が異なる原因は、最大化圧値まで加圧する過程におけるカフ内の空気袋の伸び方と、減圧過程での空気袋の縮み方にヒステリシスが在るためである。

したがって、最大加圧値にかかわらずカフ４のコンプライアンスＣｐを一定にするには、図３０（Ａ）に示すように、最大加圧値が高いほど（ケース（ｉ）参照）、図中の↓で示すようにタンク部のコンプライアンス曲線の傾斜を小さくする、すなわちタンク部のコンプライアンスの変化率を小さくするようにタンク部５１の容積を可変に制御する必要がある。逆に、最大加圧値が低いほど（ケース（ｇ）参照）、図中の↑で示すようにタンク部のコンプライアンス曲線の傾斜を大きくする、すなわちタンク部のコンプライアンスの変化率を大きくするようにタンク部５１の容積を可変に制御する必要がある。

このような容積可変の制御手順は、図２５に示した手順と同様である。つまり、メモリ２２０にテーブルＴＢ１〜ＴＢ９に代替して、上述の２７個の組み合わせに従う２７個のテーブルを準備して、２７個のテーブルから、腕周の長さ、カフの状態および最大加圧値に従い選択したテーブルをカフ圧に基づき検索することでタンク部５１の容積データを読み出すことができる。そして、読み出した容積データをソレノイド２０の電圧レベルに変換して、変換後の電圧レベルに応じた電圧をソレノイド２０に印加する。これにより、図２５で説明したのと同様に、腕周の長さ、カフの状態および最大加圧値にかかわらずカフ４のコンプライアンスＣｐを一定にすることができる。

図２９に示す手順に従えば、腕周の長さ、カフの状態および最大加圧値にかかわらず、カフ４のコンプライアンスＣｐを一定とする事ができる。これにより、カフ４の容積変化による圧脈波の歪は打ち消されて、正確な血圧算出が可能となる。

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

本実施の形態１に係る電子血圧計の構成図である。 本実施の形態１に係るカフとタンクからなるカフ系の概略構成図である。 本実施の形態１に係る血圧測定中のカフ圧の変化に対するカフコンプライアンスの変化を示す図である。 本実施の形態１に係る血圧測定中のカフとタンクのカフコンプライアンスの変化を示す図である。 本実施の形態１に係るカフの容積変化が一定であることを示す図である。 図５の容積変化一定の場合の本実施の形態１による圧脈波の振幅の変化を示す図である。 図５の容積変化一定の場合のカフのみを用いた場合の圧脈波の振幅の変化を示す図である。 本実施の形態１に係るカフ圧の変化に応じたコンプライアンスの変化を示すグラフで示す図である。 本実施の形態１に係るカフのみの場合とタンクを接続した場合とで、コンプライアンス、カフ圧変化および脈波振幅を対比して示す図である。 本実施の形態１に係る血圧測定のフローチャートである。 本実施の形態２に係る電子血圧計の構成図である。 図１１の電子血圧計の電気的な構成図である。 本実施の形態２に係るカフとタンク部からなるカフ系の概略構成図である。 本実施の形態２に係る血圧測定中のカフ圧の変化に対するカフコンプライアンスの変化を示す図である。 本実施の形態２に係る血圧測定中のカフとタンク部のカフコンプライアンスの変化を示す図である。 本実施の形態２に係るカフの容積変化が一定であることを示す図である。 図１６の容積変化一定の場合の本実施の形態２による圧脈波の振幅の変化を示す図である。 図１６の容積変化一定の場合のカフのみを用いた場合の圧脈波の振幅の変化を示す図である。 本実施の形態３に係る測定部位の腕の太さの別毎に、カフコンプライアンスの変化の曲線を示す図である。 本実施の形態３に係るタンク部の容積切替えの構成の一例を示す図である。 本実施の形態３に係るタンク部の容積切替えの構成の他の例を示す図である。 図２１に関連した信号の伝送路を模式的に示す図である。 本実施の形態３に係るタンク部の容積切替えの構成のさらなる他の例を示す図である。 容積可変のタンク部を接続する場合の血圧測定の処理フローチャートである。 測定部位の腕周データと圧力変化データとポンプ駆動電圧の情報からタンク部の容積可変制御の方法を決定して血圧測定する処理フローチャートである。 図２５の手順に関連して加圧開始からの時間経過に対するカフ圧の変化パターンを説明する図である。 図２５の手順に関連して、カフ圧の変化に応じてタンク部のコンプライアンスを制御する場合の目標値の変化を示す図である。 図２７の各曲線をカフ圧の変化に応じたタンク部の容積値の変化の曲線として示す図である。 測定部位の腕周データと圧力変化データとポンプ駆動電圧と最大加圧値の情報からタンク部の容積可変制御の方法を決定して血圧測定する処理フローチャートである。 （Ａ）と（Ｂ）は図２９の手順に関連して、カフ圧の変化に応じてタンク部のコンプライアンスを制御する場合の目標値の変化を示す図である。 （Ａ）〜（Ｄ）はオシロメトリック法について説明する図である。 （Ａ）〜（Ｃ）はカフコンプライアンスを説明する図である。

符号の説明

４，４１ カフ、５ タンク、５１ タンク部、９ タンク容積変化機構、３０，４０ 血圧計本体、９１ タンク容積制御部、１００，１０１ 電子血圧計。

Claims (9)

1. 血圧測定部位に装着するカフと、前記カフに接続されるタンクとからなるカフ系と、
   前記カフ系内への空気の供給または排気をして前記カフに加える圧力を調整する加圧・減圧手段と、
   カフ内の圧力信号を検出する圧力検出手段と、
   前記圧力検出手段により検出した前記圧力信号に含まれる脈波成分に基づき血圧を算する血圧算出手段と、を備え、
   前記タンクは、前記カフの前記加圧・減圧手段による圧力の変化に応じた前記カフの容積変化率よりも小さい容積変化率を有する、電子血圧計。
2. 前記カフは前記測定部位の周囲に巻付けられて装着されて、
   前記測定部位の周囲の長さに従い、前記カフに接続される前記タンクの容積が可変に制御される、請求項１に記載の電子血圧計。
3. 前記周囲が長いほど、前記カフに接続される前記タンクの容積を大きくする、請求項２に記載の電子血圧計。
4. 前記タンクは複数の部分タンクを含み、
   前記周囲の長さに従い、前記複数の部分タンクから選択した１つ以上の部分タンクが前記カフに接続される、請求項２または３に記載の電子血圧計。
5. 血圧測定部位に装着するカフと、前記カフに接続されるタンクとからなるカフ系と、
   前記カフ系内への空気の供給または排気をして前記カフに加える圧力を調整する加圧・減圧手段と、
   カフ内の圧力信号を検出する圧力検出手段と、
   前記圧力検出手段により検出した前記圧力信号に含まれる脈波成分に基づき血圧を算する血圧算出手段と、
   前記カフ系の前記加圧・減圧手段による圧力の変化に応じた前記カフ系のコンプライアンスを一定とするように前記タンクの容積を可変に制御する容積制御手段とを備える、電子血圧計。
6. 前記カフは前記測定部位の周囲に巻付けられて装着されて、
   前記容積制御手段は、
   前記カフ系の前記加圧・減圧手段による圧力の変化に応じた前記カフに接続される前記タンクの容積を、前記測定部位の周囲の長さ、および前記加圧・減圧手段による圧力変化速度に従い可変に制御する、請求項５に記載の電子血圧計。
7. 前記カフは前記測定部位の周囲に巻付けられて装着されて、
   前記容積制御手段は、
   前記カフ系の前記加圧・減圧手段による圧力の変化に応じた前記カフに接続される前記タンクの容積を、前記測定部位の周囲の長さ、前記加圧・減圧手段による圧力変化速度、および前記加圧・減圧手段による最大加圧値に従い可変に制御する、請求項５に記載の電子血圧計。
8. 前記周囲の長さを検出する周囲長検出部をさらに備える、請求項２または６に記載の電子血圧計。
9. 前記周囲の長さを、外部から入力するための操作部をさらに備える、請求項２または６に記載の電子血圧計。

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