JP2010051658A - 血圧情報測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御目標値を瞬間的に決定することのできる容積補償式の血圧情報測定装置を提供すること。
【解決手段】血圧情報測定装置は、動脈容積一定制御における制御目標値を検出するために、特定の圧力区間においてカフ圧を瞬時に変化させる（Ｓ１０４）。その期間中に動脈容積信号を検出し（Ｓ１０６）、検出された動脈容積信号の変曲点を微分処理等することにより検出する（Ｓ１０８）。そして、検出された動脈容積信号の変曲点を制御目標値として確定する（Ｓ１１２）。
【選択図】図８

Description

本発明は、血圧情報測定装置に関し、特に、容積補償法を用いて血圧情報を測定することのできる血圧情報測定装置に関する。

従来より、非侵襲で簡便に血圧を測定できる手法として、容積補償法による血圧測定が開発されている。容積補償法とは次のようである。つまり、生体外からカフによって動脈を圧迫し、心拍に同期して脈動する動脈の容積を常時一定に保つことで測定部位を圧迫する圧力（カフ圧）と測定部位の動脈の内圧すなわち血圧とを平衡させ、この平衡状態を維持したときのカフ圧を検出することにより連続的に血圧値を得る方式である。

したがって、容積補償法では、動脈が無負荷状態にあるときの容積値すなわち制御目標値（以下「Ｖ０」ともいう）の検出、および、この無負荷状態を維持すること（サーボ制御）の２点が重要となる。特に、Ｖ０の決定は、血圧測定の精度に直接影響するため非常に重要である。

Ｖ０の決定方法としては、たとえば、カフにより動脈を徐々に圧迫していき、そのときに得られる動脈容積変化信号の最大点を検出することにより、Ｖ０を決定する方法がある（特許文献１）。この方法は、正確なＶ０が検出できる反面、Ｖ０の決定に最低でも３０秒以上必要になる。そのため、測定開始から最初の血圧決定まで、３０＋α秒以上の時間が必要になる。また、連続血圧測定中にも、血圧変動、ストレス、環境の変化などにより、Ｖ０が変動することがあり、その都度Ｖ０を再検出する必要があるが、その場合にもＶ０決定まで最低３０秒必要となる。そのため、連続血圧測定が開始された後も、Ｖ０の再決定中は血圧測定ができないことになる。

そこで、Ｖ０の決定に要する時間の短縮を実現するための提案も従来よりなされている。たとえば特許文献２では、カフ圧に高周波微小圧振動（例えば、２０Ｈｚ、１０ｍｍＨｇの正弦波状の圧振動）を重畳させ、その高周波微小圧振動による動脈容積変化が最大となる点を検出することで、Ｖ０を決定する。

なお、血圧の測定時間の短縮に関しては、容積補償法とは異なるが、従来より、カフ圧を１心拍以内に急速に加減圧し、動脈内圧＝カフ圧となった瞬間を示す脈波上の特徴点を検出し、その時点のカフ圧を血圧値として決定する技術が存在する（特許文献３）。
特許第１５４７９５９号公報（特開昭５９−１５６３２５号公報） 特開２００８−３６００４号公報 米国特許第６８０２８１６号

特許文献２の発明を用いたとしても、Ｖ０の決定精度を確保するために、カフ圧の加圧速度は２０ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度に抑える必要がある。そのため、Ｖ０決定には１０秒程度を必要としていた。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、制御目標値を瞬間的に決定することのできる容積補償式の血圧情報測定装置を提供することである。

この発明のある局面に従う血圧情報測定装置は、動脈の容積を検出することにより血圧情報を測定するための血圧情報測定装置であって、所定の測定部位に巻き付けるためのカフと、カフ内の圧力を加圧および減圧により調整するための調整手段と、カフ内の圧力を表わすカフ圧を検出するための圧力検出手段と、カフの所定の位置に配置され、動脈の容積を示す動脈容積信号を検出するための容積検出手段と、容積補償法に従い血圧情報を測定するための制御を行なう制御手段とを備え、制御手段は、動脈容積信号に基づいて、動脈の容積が一定となるようにカフ圧調整手段をサーボ制御するためのサーボ制御手段と、動脈容積信号に基づいて、サーボ制御手段の制御目標値を検出するための検出処理手段とを含む。検出処理手段は、カフ圧調整手段を制御することにより、特定の圧力区間においてカフ圧を瞬時に変化させるための調整制御手段と、調整制御手段による制御期間に得られる動脈容積信号の変曲点を制御目標値として決定するための決定手段とを有し、サーボ制御手段は、動脈容積信号の値が、決定手段により決定された制御目標値と一致するようにサーボ制御する。

好ましくは、調整制御手段は、被測定者の１心拍以内にカフ圧を変化させる。
好ましくは、決定手段は、動脈容積信号の微分値の最大点を検出し、最大点が検出された時点の動脈容積信号の値を、制御目標値として決定する。

好ましくは、特定の圧力区間は、所定の第１の圧力値から所定の第２の圧力値までの範囲である。

または、特定の圧力区間は、所定の圧力値から被測定者の最高血圧推定値付近までの範囲であることが好ましい。

または、特定の圧力区間は、被測定者の最低血圧推定値付近から所定の圧力値までの範囲であることが好ましい。

または、特定の圧力区間は、被測定者の最低血圧推定値付近から被測定者の最高血圧推定値付近までの範囲であることが好ましい。

または、特定の圧力区間は、被測定者の平均血圧推定値を中心とした所定の圧力範囲であることが好ましい。

好ましくは、調整制御手段は、特定の圧力区間におけるカフ圧の変化処理を所定回数実行し、決定手段は、各変化処理で得られた動脈容積信号の変曲点の平均値を制御目標値として決定する。

好ましくは、調整制御手段は、特定の圧力区間におけるカフ圧の変化処理を所定回数実行し、決定手段は、各変化処理で得られた動脈容積信号の変曲点の代表値を制御目標値として決定する。

本発明によると、特定の圧力区間を瞬時にカフ圧を変化させ、その期間中に検出される動脈容積信号の変曲点を制御目標値として決定する。したがって、容積補償法による血圧の連続測定（容積脈波の取得）に必要な制御目標値を、従来よりもはるかに短時間に決定することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

本発明の実施の形態における血圧情報測定装置は、容積補償法に基づいて血圧情報を測定する。本実施の形態において、「血圧情報」とは、循環器系の特徴を示す情報であり、少なくとも脈波を含み、脈波に加え、脈波より算出可能な指標、たとえば、最高血圧、最低血圧、平均血圧、脈拍数、ＡＩ（Augmentation Index）値等をさらに含む。

上記血圧情報の一つである脈波には、捉える対象の違いから圧脈波と容積脈波が存在する。圧脈波は、心臓の拍動に伴う血管内容積の変動をカフの容積変化に変換することで、脈波をカフの容積変化に伴うカフ圧の変動として捉えたものであり、圧力センサからの出力に基づいて得ることができる。容積脈波は、脈波を心臓の拍動に伴う血管内容積の変動として捉えたものであり、動脈容積センサからの出力に基づいて得ることができる。なお、血管内容積の変動は、血管内の血液組織量変動として捉えることが可能である。

本明細書において使用する血圧情報測定装置という用語は、脈波を取得する機能を少なくとも有する装置全般を指すものであり、より特定的には、容積補償法に従うため、光学的な手法により血液組織量変動を検出して容積脈波を取得する装置を指すものである。その意味において、取得される容積脈波をそのまま測定結果として出力するものに限られず、取得された容積脈波に基づいて算出あるいは計測される上述のような特定の指標のみを測定結果として出力するものや、容積脈波および特定の指標の両方を測定結果として出力するものをも含む。

＜外観および構成について＞
（外観について）
図１は、本発明の実施の形態に係る血圧情報測定装置１の外観斜視図である。血圧情報測定装置１の外観は、一般的な血圧計と同様である。

図１を参照して、血圧情報測定装置１は、本体部１０と、被測定者の手首に巻き付け可能なカフ２０とを備える。本体部１０はカフ２０に取り付けられている。本体部１０の表面には、たとえば液晶等により構成される表示部４０と、ユーザ（被測定者）からの指示を受付けるための操作部４１とが配置されている。操作部４１は、複数のスイッチを含む。

なお、本実施の形態において、カフ２０は、被測定者の手首に装着されるものとして説明する。しかしながら、カフ２０が装着される部位（測定部位）は、手首に限定されるものではなく、たとえば、上腕であってもよい。

また、本実施の形態における血圧情報測定装置１は、図１に示されるように、本体部１０がカフ２０に取り付けられた形態を例に説明する。しかしながら、上腕式の血圧情報測定装置で採用されているような、本体部１０とカフ２０とがエアチューブ（図２においてエアチューブ３１）によって接続される形態のものであってもよい。

（ハードウェア構成について）
図２は、本発明の実施の形態に係る血圧情報測定装置１のハードウェア構成を表わすブロック図である。

図２を参照して、血圧情報測定装置１のカフ２０は、空気袋２１と、動脈容積センサ７０とを含む。動脈容積センサ７０は、発光素子７１と受光素子７２とを有する。発光素子７１は、動脈に対して光を照射し、受光素子７２は、発光素子７１によって照射された光の動脈の透過光または反射光を受光する。発光素子７１および受光素子７２は、たとえば、空気袋２１の内側に所定の間隔に配置される。

なお、動脈容積センサ７０は、動脈の容積が検出できるものであればよく、インピーダンスセンサ（インピーダンスプレスチモグラフ）により動脈の容積を検出するものであってもよい。その場合、発光素子７１および受光素子７２に代えて、動脈を含む部位のインピーダンスを検出するための複数の電極（電流印加用の電極対、および、電圧検知用の電極対）が含まれる。

空気袋２１は、エアチューブ３１を介して、エア系３０に接続される。
本体部１０は、上述の表示部４０および操作部４１に加え、エア系３０と、各部を集中的に制御し、各種演算処理を行なうためのＣＰＵ（Central Processing Unit）１００と、ＣＰＵ１００に所定の動作をさせるプログラムや各種データを記憶するためのメモリ部４２と、測定された血圧情報を記憶するための不揮発性メモリ（たとえばフラッシュメモリ）４３と、ＣＰＵ１００に電力を供給するための電源４４と、計時動作を行なう計時部４５と、着脱可能な記録媒体１３２からプログラムやデータの読み出しおよび書き込みをするためのインターフェイス部４６とを含む。

操作部４１は、電源をＯＮまたはＯＦＦするための指示の入力を受付ける電源スイッチ４１Ａと、測定開始の指示を受付けるための測定スイッチ４１Ｂと、測定停止の指示を受付けるための停止スイッチ４１Ｃと、フラッシュメモリ４３に記録された血圧などの情報を読み出す指示を受付けるためのメモリスイッチ４１Ｄとを有する。

エア系３０は、空気袋２１内の圧力（カフ圧）を検出するための圧力センサ３２と、カフ圧を加圧するために、空気袋２１に空気を供給するためのポンプ５１と、空気袋２１の空気を排出しまたは封入するために開閉される弁５２とを含む。

本体部１０は、発光素子駆動回路７３と、動脈容積検出回路７４と、上記エア系３０に関連して、発振回路３３と、ポンプ駆動回路５３と、弁駆動回路５４とをさらに含む。

発光素子駆動回路７３は、ＣＰＵ１００からの指令信号に応じて発光素子７１を所定のタイミングで発光させる。動脈容積検出回路７４は、受光素子７２からの出力を電圧値に変換することで動脈容積を検知する。

圧力センサ３２は、静電容量形の圧力センサであり、カフ圧により容量値が変化する。発振回路３３は、圧力センサ３２の容量値に応じた発振周波数の信号をＣＰＵ１００に出力する。ＣＰＵ１００は、発振回路３３から得られる信号を圧力に変換し圧力を検知する。ポンプ駆動回路５３は、ポンプ５１の駆動をＣＰＵ１００から与えられる制御信号に基づいて制御する。弁駆動回路５４は弁５２の開閉制御をＣＰＵ１００から与えられる制御信号に基づいて行なう。

ポンプ５１、弁５２、ポンプ駆動回路５３および弁駆動回路５４は、カフ２０内の圧力を加圧および減圧により調整するための調整機構５０を構成する。なお、調整機構５０を構成する装置は、上記に限定されない。たとえば、調整機構５０は、上記に加えて、エアシリンダと、エアシリンダを駆動するためのアクチュエータとを含んでいてもよい。

また、カフ２０には空気袋２１が含まれることとしたが、カフ２０に供給される流体は空気に限定されるものではなく、たとえば液体やゲルであってもよい。あるいは、流体に限定されるものではなく、マイクロビーズなどの均一な微粒子であってもよい。

（機能構成について）
図３は、本発明の実施の形態に係る血圧情報測定装置１の機能構成を示す機能ブロック図である。

図３を参照して、ＣＰＵ１００は、カフ圧取得部１０２と、検出処理部１０４と、サーボ制御部１０６と、血圧決定部１０８とを含む。なお、図３には、説明の簡単のために、これらの機能ブロックとの間で直接的に信号やデータが授受される周辺のハードウェアのみ示されている。

カフ圧取得部１０２は、発振回路３３からの信号に基づいてカフ圧を取得する。より具体的には、発振回路３３により検出された発振周波数の信号を圧力に変換することにより、カフ圧を取得する。取得したカフ圧は、検出処理部１０４、サーボ制御部１０６および血圧決定部１０８に出力される。

検出処理部１０４は、制御目標値Ｖ０および初期制御カフ圧ＰＣ０の検出処理を行なう。本実施の形態における検出処理部１０４の具体的な処理については後述する。

サーボ制御部１０６は、調整機構５０と接続され、動脈容積がＶ０と一致するようにサーボ制御を行なう。つまり、動脈容積信号の交流成分を表わす動脈容積変化信号の値が「０」になるように、カフ２０内の圧力をフィードバック制御する。

血圧決定部１０８は、サーボ制御の期間中、血圧を連続的に決定（測定）する。具体的には、動脈容積検出回路７４から動脈容積信号およびカフ圧取得部１０２からのカフ圧信号を時系列に取得し、動脈容積値とＶ０との差が所定の閾値以下である時点のカフ圧を血圧として決定する。

なお、一連の血圧測定期間中、ＣＰＵ１００は、発光素子駆動回路７３に指令信号を送信することにより、一定の間隔で発光素子７１を発光させているものとする。

また、ＣＰＵ１００に含まれる各機能ブロックの動作は、メモリ部４２中に格納されたソフトウェアを実行することで実現されてもよいし、これらの機能ブロックのうち少なくとも１つについては、ハードウェアで実現されてもよい。

ここで、検出処理部１０４の具体的な処理について説明する。
はじめに、本実施の形態における、Ｖ０決定の原理について、図４〜６を用いて説明する。

図４は、動脈の力学特性を示すグラフである。図４のグラフは、横軸に内外圧差Ｐｔｒ、縦軸に動脈容積Ｖをとり、内外圧差Ｐｔｒと動脈容積Ｖとの関係を示している。内外圧差Ｐｔｒは、動脈内圧Ｐａと、生体の外部からカフによって印可されるカフ圧Ｐｃの差を示す。

このグラフに示されるように、動脈の力学特性は、一般的に強い非線形性を示し、内外圧差Ｐｔｒが０（平衡状態）のとき、すなわち、動脈壁が無負荷状態のとき、動脈のコンプライアンス（脈動による容積の変化量）が最大となる。つまり、圧力変化に対する容積変化の追従性（進展性）が最大となる。容積補償法では、検出される動脈容積が常時、内外圧差Ｐｔｒが０となる時点の容積値になるように、生体外圧（カフ圧）を逐次制御することで血圧を測定する。そのために、血圧測定の前に、内外圧差Ｐｔｒが０となる時点の容積値、すなわち、制御目標値Ｖ０を決定する必要がある。

図５は、従来のＶ０決定方法と本発明のＶ０決定方法とを比較するための図である。図５において、（ａ）には、従来法による一般的な決定方法が、（ｂ）には、本発明による決定方法が示されている。

図５（ａ）を参照して、従来は、カフ圧PCを３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度の低速で徐々に加圧し（上段）、その期間に動脈容積信号PGdcを検出する（中段）。また、動脈容積信号PGdcの１拍毎の変化分（ΔＶ）、すなわち、動脈容積変化信号PGacを検出し、その動脈容積変化信号PGacが最大となる点ＭＡＸａを検出する（下段）。そして、最大点ＭＡＸａが検出された時点の動脈容積信号PGdcの平均値をＶ０と決定していた。そのため、従来では一般的にＶ０決定までに３０秒以上を要していた。

これに対し、本発明では、Ｖ０の点が、動脈のコンプライアンスが最大となる点つまり、カフ圧と動脈内圧とが平衡する点であることに着目し、カフ圧の変化中（加圧または減圧中）の動脈容積信号より動脈のコンプライアンス最大点を検出することで、高速にＶ０を決定する。

図６は、瞬時にカフ圧を加圧した場合における動脈容積信号の特性を示す図である。図６（ａ）には、カフ圧の変化と仮想的な動脈内圧との関係が時間軸に沿って示されている。図６（ｂ）には、図６（ａ）と同一の時間軸に沿って、カフ圧の変化に伴なう動脈容積信号の変化の典型例が示されている。

上述したとおり、米国特許第６８０２８１６号（特許文献３）には、カフ圧を１心拍以内に急速に加減圧し、動脈内圧＝カフ圧となった瞬間を示す脈波上の特徴点（変曲点）を検出し、その時点のカフ圧を血圧値として決定する技術が開示されている。

図６（ａ），（ｂ）を参照して、カフ圧を瞬時に加圧すると、カフ圧と動脈内圧とが一致した時点ｔ１における動脈容積信号PGdcの点Ｐ１が、動脈のコンプライアンス最大点となる。したがって、この点Ｐ１で、動脈容積信号PGdcに変曲点が現れる。この原理より、動脈容積信号PGdcの変曲点を検出すれば、そのときの動脈容積信号PGdcの値をＶ０と決定することが可能である。変曲点の検出は、動脈容積信号PGdcを微分するなどの手法により容易に検出することができる。

以上より、本実施の形態における検出処理部１０４は、特定の圧力区間においてカフ圧を瞬時に変化せるための調整制御部１１２と、調整制御部１１２による制御期間に得られる動脈容積信号の変曲点を制御目標値として決定するための決定部１１４とを有する。なお、「カフ圧を変化させる」とは、カフ圧を加圧すること、および、カフ圧を減圧することのいずれかであり、本実施の形態では、前者であるものとする。

具体的には、図５（ｂ）を参照して、調整制御部１１２は、調整機構５０のポンプ駆動回路５３および弁駆動回路５４を制御することで、カフ圧を瞬時に（１心拍以内に）加圧する（上段）。決定部１１４は、その期間に、動脈容積検出回路７４から動脈容積信号PGdcを検出する（中段）。そして、動脈容積信号PGdcの変曲点を検出するために、たとえば、動脈容積信号の微分値dPGdcの最大点ＭＡＸｂを検出する（下段）。決定部１１４は、最大点ＭＡＸｂが検出された時点の動脈容積信号PGdcの値をＶ０と決定する。決定部１１４は、また、最大点ＭＡＸｂが検出された時点のカフ圧を、制御初期カフ圧（以下、単に「ＰＣ０」ともいう）として決定する。

上記サーボ制御部１０６は、このようにして決定されたＶ０に動脈容積が一致するようにサーボ制御を行なう。

＜動作について＞
図７は、本発明の実施の形態における血圧測定処理を示すフローチャートである。図７のフローチャートに示す処理は、予めプログラムとしてメモリ部４２に格納されており、ＣＰＵ１００がこのプログラムを読み出して実行することにより、血圧測定処理の機能が実現される。

図７を参照して、ＣＰＵ１００は、電源スイッチ４１Ａが押下されたか否かを判断する（ステップＳ２）。電源スイッチ４１Ａが押下されたと判断した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、ＣＰＵ１００は、初期化処理を行なう。具体的には、メモリ部４２の所定の領域を初期化し、空気袋２１の空気を排気し、圧力センサ３２の０ｍｍＨｇ補正を行なう。

初期化が終わると、ＣＰＵ１００は、測定スイッチ４１Ｂが押下されたか否かを判断する（ステップＳ６）。測定スイッチ４１Ｂが押下されるまで待機する。測定スイッチ４１Ｂが押下されたと判断すると（ステップＳ６においてＹＥＳ）、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、検出処理部１０４は、制御目標値検出処理を実行する。すなわち、Ｖ０およびＰＣ０が決定される。制御目標値検出処理については、図８のフローチャートを用いて説明する。

図８は、本発明の実施の形態における制御目標値検出処理を示すフローチャートである。

図８を参照して、はじめに、検出処理部１０４の決定部１１４は、動脈容積信号の微分値の最大値を格納する微分値メモリ領域（たとえば、メモリ部４２の所定の領域）を初期化する（ステップＳ１０２）。

続いて、検出処理部１０４の調整制御部１１２が、調整機構５０に制御信号を送信することにより、カフ２０の加圧を開始する（ステップＳ１０４）。加圧の速度は、特定の圧力区間を被測定者の１心拍以内に加圧できるような速度であればよく、所定の速度であってよい。所定の速度は、一般的な成人の脈圧と心拍数を考慮した速度であることが好ましい。具体的には、たとえば、０．３〜０．８ｍｍＨｇ／ｍｓの間、より好ましくは、０．４〜０．６ｍｍＨｇ／ｍｓの間で設定されてよい。

特定の圧力区間の下限（最小値）および上限（最大値）は、本実施の形態では、それぞれ、所定値（たとえば、下限：０ｍｍＨｇ、上限：２８０ｍｍＨｇ）である。しかしながら、下限および上限は、いずれも所定値に限定されない。Ｖ０が検出されるカフ圧は平均血圧付近であることより、下限は、被測定者の最低血圧推定値付近であってもよいし、上限は、被測定者の最高血圧推定値付近であってもよい。最低血圧推定値付近とは、たとえば、最低血圧推定値±所定圧（たとえば１０ｍｍＨｇ）の範囲のうちのいずれかの値であり、当該範囲のうち、下限値とされる、最低血圧推定値を基準とした相対値（「０」も含む）は、予め定められている。最高血圧推定値付近とは、たとえば、最高血圧推定値±所定圧（たとえば１０ｍｍＨｇ）の範囲のうちのいずれかの値であり、当該範囲のうち、上限値とされる、最高血圧推定値を基準とした相対値は、予め定められている。

または、特定の圧力区間は、被測定者の平均血圧推定値を中心とした所定の圧範囲であってもよい。所定の圧範囲は、たとえば、（平均血圧推定値）−（所定圧（たとえば２０ｍｍＨｇ））から（平均血圧推定値）＋（所定圧（たとえば２０ｍｍＨｇ））の範囲である。

なお、上記した上限と下限との組合わせは入れ替えてもよい。また、上記した各血圧推定値は、フラッシュメモリ４３に記憶された過去（たとえば前回）の測定結果に基づいた値であってもよいし、外部より入力された値であってもよい。後者の値としては、たとえば、操作部４１を介して入力された値、インターフェイス部４６より入力される値、などが想定される。

カフ２０の加圧が開始されると、検出処理部１０４の決定部１１４は、動脈容積検出回路７４より動脈容積信号を検出する（ステップＳ１０６）。同時に、カフ圧取得部１０２よりカフ圧を入力する。検出された動脈容積信号の値は、時系列に、カフ圧と対応付けて一時的に記憶される。

そして、決定部１１４は、動脈容積信号の変曲点が存在するか否かを検出する（ステップＳ１０８）。具体的には、上述のように、まず、ステップＳ１０６で検出した動脈容積信号の微分値を算出する。そして、その微分値が最大であるか否かを判断する。より詳細には、決定部１１４は、算出された微分値が、微分値メモリ領域に記録された微分値（以下「暫定微分最大値」という）未満となるまで、微分値メモリ領域を更新する。算出された微分値が、暫定微分最大値未満となった場合に、暫定微分最大値が最終的な最大値であると判断する。そして、その最大値が検出された時点における動脈容積信号の点を動脈容積信号の変曲点と判断する。

カフ２０の内圧が所定値（たとえば２８０ｍｍＨｇ）に達するまで（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理が繰り返される。なお、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理は並列的に実行されてもよい。

カフ圧が所定値に達すると（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、決定部１１４は、動脈容積信号の変曲点に合致する動脈容積信号の値をＶ０として確定する（ステップＳ１１２）。また、検出処理部１０４は、変曲点が検出された時点のカフ圧をＰＣ０として確定する（ステップＳ１１４）。この処理が終わると、メインルーチンに戻る。

再び図７を参照して、Ｖ０およびＰＣ０が決定されると、サーボ制御部１０６は、カフ圧をＰＣ０に設定する（ステップＳ１０）。

次に、サーボ制御部１０６は、動脈容積信号がＶ０と一致するように、動脈容積一定制御を実行する（ステップＳ１２）。つまり、調整機構５０を制御することにより、動脈容積変化信号の値がほぼゼロになるように、カフ圧をフィードバック制御する。動脈容積変化信号は、たとえば、動脈容積信号をフィルタ処理することで得ることができる。

このような動脈容積一定制御に並行して、血圧決定部１０８は、動脈容積（動脈容積信号が示す値）とＶ０との差は所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。つまり、容積変化信号の値がゼロに近いか（所定の閾値以下であるか）否かが判断される。

動脈容積とＶ０との差が閾値以下であると判断した場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、血圧決定部１０８は、そのときのカフ圧を血圧として決定し、フラッシュメモリ４３に格納する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の処理が終わると、ステップＳ１８に進む。

一方、動脈容積とＶ０との差が所定の閾値を超えると判断した場合（ステップＳ１４においてＮＯ）、ステップＳ１８に進む。つまり、動脈容積とＶ０とがほぼ一致しているといえない場合には、そのときのカフ圧は血圧値として決定されない。

ステップＳ１８において、サーボ制御部１０６は、停止スイッチ４１Ｃが押下されたか否かを判断する。停止スイッチ４１Ｃが押下されていないと判断した場合（ステップＳ１８においてＮＯ）、ステップＳ１２に戻る。停止スイッチ４１Ｃが押下されたと判断した場合（ステップＳ１８においてＹＥＳ）、一連の血圧測定処理は終了される。なお、本実施の形態では、停止スイッチ４１Ｃの押下が検知された場合に、血圧測定処理を終了することとしたが、動脈容積一定制御が開始されてから所定時間経過した場合に、終了することとしてもよい。

上述のように、本実施の形態では、急速に（たとえば０．５ｍｍＨｇ／ｍｓの速度で）カフ圧を加圧することにより得られる動脈容積信号の変曲点を利用して、Ｖ０を決定するため、Ｖ０の検出に０．４秒程度しか掛からない。従来のように、Ｖ０決定のためにカフ圧を徐速変化させる必要がないため、従来よりも大幅に短時間にＶ０を決定することができる。その結果、被測定者の拘束時間を従来よりも短期間にすることができる。

なお、本実施の形態では、最初のＶ０決定に本手法を採用することとしたが、連続血圧測定の期間中における血圧変動、動脈容積変動、体動などに応じるため、Ｖ０を再決定するときに採用してもよい。

また、本実施の形態では、カフ圧を所定値まで加圧してＶ０を検出するとしたが、動脈容積信号の変曲点が検出された時点で加圧を停止してもよい。これにより、さらにＶ０決定に要する時間を短縮することができる。

また、加圧時にＶ０を検出するのではなく、カフ圧を予め高く設定し減圧時にＶ０を検出してもよい。

また、Ｖ０の決定精度を高めるために、複数回（所定回数）カフ圧の加圧または減圧または加減圧を繰り返し、複数回変曲点を検出してもよい。その場合、複数の変曲点それぞれに対応する複数の容積値（上記実施の形態でのＶ０に相当。以下「変曲容積値」という）の平均値または代表値をＶ０としてもよい。代表値とは、例えば複数回検出された変曲容積値の最大値および最小値を除く残りの変曲容積値の平均値である。このように、複数回、変曲点を検出することとした場合でも、１回の変曲容積値の決定に０．４秒程度しかかからないため、従来よりも短時間で、かつ、１回でＶ０を検出するよりも精度良くＶ０を検出することができる。

なお、本実施の形態では、血圧情報測定装置１は、連続的に血圧を測定することにより容積脈波を測定し、容積脈波をフラッシュメモリ４３に記録することとしたが、このような形態に限定されるものではない。たとえば、メモリ部４２に一時的に、連続的に得られる血圧を記録しておいて、他の血圧情報をフラッシュメモリ４３に記録するものであってもよい。他の血圧情報としては、たとえば、１拍の脈波ごとの最高血圧および最低血圧であってもよい。または、連続的に得られる血圧に基づいた脈波波形に所定のアルゴリズムを適用することで算出可能な、ＡＩ（Augmentation Index）であってもよい。

あるいは、メモリ部４２に一時的に、連続的に得られる血圧を記録しておき、リアルタイムで表示部４０に脈波波形を表示してもよい。

＜データ構造について＞
次に、上記実施の形態の血圧測定処理によりフラッシュメモリ４３に格納される各測定データのデータ構造例について説明する。

図９（ａ）は、本発明の実施の形態の血圧情報測定装置１における各測定データのデータ構造を示す図である。

図９（ａ）を参照して、フラッシュメモリ４３に格納される測定データ８０の各々は、一例として「ＩＤ情報」、「記録日時」、「血圧情報」の３つのフィールド８１〜８３を含む。各フィールドの内容について概略すると、「ＩＤ情報」フィールド８１は、各測定データを特定するための識別番号などを格納し、「記録日時」フィールド８２は、計時部４５により計時された、各測定データの測定開始日時や測定期間などの情報を格納する。また、「血圧情報」フィールド８３は、時系列の血圧データすなわち、脈波波形データを格納する。

図９（ｂ）は、測定データに含まれる血圧情報フィールド８３のデータ構造を示す図である。図９（ｂ）を参照して、血圧情報フィールド８３は、「時間データ」を格納する領域８３１と、「血圧データ」を格納する領域８３２とを有している。

領域８３１には、サンプリング周期に応じた複数の時間データ１，２，３，・・・，Ｎが格納される。領域８３２には、領域８３１の時間データそれぞれと対応付けて、血圧データＢＤ（１），ＢＤ（２），・・・，ＢＤ（ｎ）が格納される。領域８３２中、「−」で示された領域は、その時点における動脈容積の値と目標値との差が所定値を越えていて血圧として記録されなかったことを示している。

なお、格納形態は、このような例に限定されず、時間（時刻）と血圧とが対応付けられて記憶されればよい。

このように、フラッシュメモリ４３には、血圧情報が記憶される。この血圧情報は、最高血圧、最低血圧、平均血圧などの血圧値の他、脈拍数、ＡＩなど、脈波から算出可能な指標をも含んでよい。

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。

本発明の実施の形態に係る血圧情報測定装置の外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る血圧情報測定装置のハードウェア構成を表わすブロック図である。 本発明の実施の形態に係る血圧情報測定装置の機能構成を示す機能ブロック図である。 動脈の力学特性を示すグラフである。 従来の制御目標値決定方法と本発明の制御目標値決定方法とを比較するための図である。 瞬時にカフ圧を加圧した場合における動脈容積信号の特性を示す図である。 本発明の実施の形態における血圧測定処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における制御目標値検出処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における各測定データのデータ構造例を示す図である。

符号の説明

１ 血圧情報測定装置、１０ 本体部、２０ カフ、２１ 空気袋、３０ エア系、３１ エアチューブ、３２ 圧力センサ、３３ 発振回路、４０ 表示部、４１ 操作部、４１Ａ 電源スイッチ、４１Ｂ 測定スイッチ、４１Ｃ 停止スイッチ、４１Ｄ メモリスイッチ、４２ メモリ部、４３ フラッシュメモリ、４４ 電源、４５ 計時部、４６ インターフェイス部、５０ 調整機構、５１ ポンプ、５２ 弁、５３ ポンプ駆動回路、５４ 弁駆動回路、７０ 動脈容積センサ、７１ 発光素子、７２ 受光素子、７３ 発光素子駆動回路、７４ 動脈容積検出回路、１００ ＣＰＵ、１０２ カフ圧取得部、１０４ 検出処理部、１０６ サーボ制御部、１０８ 血圧決定部、１１２ 調整制御部、１１４ 決定部、１３２ 記録媒体。

Claims (10)

1. 動脈の容積を検出することにより血圧情報を測定するための血圧情報測定装置であって、
   所定の測定部位に巻き付けるためのカフと、
   前記カフ内の圧力を加圧および減圧により調整するための調整手段と、
   前記カフ内の圧力を表わすカフ圧を検出するための圧力検出手段と、
   前記カフの所定の位置に配置され、前記動脈の容積を示す動脈容積信号を検出するための容積検出手段と、
   容積補償法に従い前記血圧情報を測定するための制御を行なう制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記動脈容積信号に基づいて、前記動脈の容積が一定となるように前記カフ圧調整手段をサーボ制御するためのサーボ制御手段と、
   前記動脈容積信号に基づいて、前記サーボ制御手段の制御目標値を検出するための検出処理手段とを含み、
   前記検出処理手段は、
   前記カフ圧調整手段を制御することにより、特定の圧力区間においてカフ圧を瞬時に変化させるための調整制御手段と、
   前記調整制御手段による制御期間に得られる前記動脈容積信号の変曲点を前記制御目標値として決定するための決定手段とを有し、
   前記サーボ制御手段は、前記動脈容積信号の値が、前記決定手段により決定された前記制御目標値と一致するようにサーボ制御する、血圧情報測定装置。
2. 前記調整制御手段は、被測定者の１心拍以内にカフ圧を変化させる、請求項１に記載の血圧情報測定装置。
3. 前記決定手段は、前記動脈容積信号の微分値の最大点を検出し、前記最大点が検出された時点の前記動脈容積信号の値を、前記制御目標値として決定する、請求項１または２に記載の血圧情報測定装置。
4. 前記特定の圧力区間は、所定の第１の圧力値から所定の第２の圧力値までの範囲である、請求項１〜３のいずれかに記載の血圧情報測定装置。
5. 前記特定の圧力区間は、所定の圧力値から被測定者の最高血圧推定値付近までの範囲である、請求項１〜３のいずれかに記載の血圧情報測定装置。
6. 前記特定の圧力区間は、被測定者の最低血圧推定値付近から所定の圧力値までの範囲である、請求項１〜３のいずれかに記載の血圧情報測定装置。
7. 前記特定の圧力区間は、被測定者の最低血圧推定値付近から被測定者の最高血圧推定値付近までの範囲である、請求項１〜３のいずれかに記載の血圧情報測定装置。
8. 前記特定の圧力区間は、被測定者の平均血圧推定値を中心とした所定の圧力範囲である、請求項１〜３のいずれかに記載の血圧情報測定装置。
9. 前記調整制御手段は、前記特定の圧力区間におけるカフ圧の変化処理を所定回数実行し、
   前記決定手段は、各変化処理で得られた前記動脈容積信号の変曲点の平均値を前記制御目標値として決定する、請求項１〜８のいずれかに記載の血圧情報測定装置。
10. 前記調整制御手段は、前記特定の圧力区間におけるカフ圧の変化処理を所定回数実行し、
    前記決定手段は、各変化処理で得られた前記動脈容積信号の変曲点の代表値を前記制御目標値として決定する、請求項１〜８のいずれかに記載の血圧情報測定装置。

Images