JP2013172835A - 血圧測定装置、血圧測定方法、血圧測定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】血圧値の測定を高精度で行うことが可能な血圧測定装置を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ１８は、生体の測定部位に装着されるカフ３０による測定部位への圧迫圧力の変化期間中のカフ３０の圧力を検出し、検出したカフ３０の圧力から、圧迫圧力と脈波を検出する。ＣＰＵ１８は、検出した脈波のピーク値と、当該脈波の立ち上がり点と次の脈波の立ち上がり点とを結ぶ直線上の当該ピーク値の得られた時点における圧力との差分を前記脈波の振幅値として算出する。ＣＰＵ１８は、検出した脈波に基づいて脈拍数を算出し、検出した脈波毎に、該当脈波の発生期間における圧迫圧力の変化速度と、該当脈波の１つ前の脈波の発生期間における圧迫圧力の変化速度との差分である速度変化量を算出する。ＣＰＵ１８は、算出した脈波の振幅値を、速度変化量と脈拍数に基づいて補正し、補正後の脈波の振幅値を利用して血圧値を決定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、オシロメトリック式の血圧測定装置、血圧測定方法、及び血圧測定プログラムに関する。

生体の血圧値を自動的に測定する装置として、オシロメトリック式の血圧測定装置が知られている（例えば特許文献１〜３参照）。

オシロメトリック式の自動血圧測定装置は、生体の一部に巻回されるカフによる生体への圧迫圧力を所定速度で緩やかに変化させると共に、この圧迫圧力の変化期間におけるカフの圧力を検出する。そして、検出したカフの圧力から、生体の脈拍に同期して圧迫圧力に重畳される圧力成分である脈波を検出し、その脈波の振幅の変化に基づいて生体の血圧値を決定している。

図１０は、一般的なオシロメトリック式の血圧測定装置においてカフを加圧している期間の検出カフ圧の変化を示した図である。図１０において横軸は時間を示し、縦軸は検出されるカフ圧を示す。

図１０の破線で示す直線は、カフによる圧迫圧力（加圧ベースライン）を示しており、図１０の例では、カフの加圧開始から一定の速度で圧迫圧力が増える場合を示している。図１０の実線で示した山型の各波形は、破線で示す圧迫圧力に重畳される脈波を示している。

血圧値を決定するために必要な脈波の振幅値の算出方法としては様々なものが知られている。例えば、図１０において、脈波のピーク値と、脈波の立ち上がり点同士を結ぶ直線上における当該ピーク値が得られた時点の圧力との差（図１０中のａ１，ａ２，ａ３）を、脈波振幅値として算出すれば、血圧値を高精度で決定することができる。

特許文献１〜３に記載の血圧測定装置は、上述した方法で振幅値を求めるものではないが、血圧値の測定精度を向上させるための様々な工夫を行っている。

特許文献１に記載の血圧測定装置は、脈波発生時点でのカフの圧迫圧力の変化速度を測定し、この速度にしたがって、当該脈波発生時点での圧迫圧力を補正することで、血圧値の測定精度を高めている。

特許文献２に記載の血圧測定装置は、脈拍数に依存する血圧値の誤差を補正することで、血圧値の測定精度を高めている。

特許文献３に記載の血圧測定装置は、光電脈波センサから検出される光電脈波に基づいて脈波振幅を補正し、心拍周期に基づいて圧迫圧力を補正し、補正後の脈波振幅と圧迫圧力とから、最高最低血圧値を決定することで、血圧値の測定精度を高めている。

特開平９−２５３０５９号公報 特開平３−５５０２６号公報 特開２００２−２０９８５９号公報

オシロメトリック式の血圧測定装置においては、脈波の振幅値を正確に検出するため、図１０に示したように、カフによる圧迫圧力を一定の速度で増加させる制御が行われる。

近年では、家庭用の血圧計が普及してきているが、家庭用の血圧計においては、ユーザビリティ向上の観点から小型化や低コスト化が求められている。そのため、カフ内に流体を送るポンプの小型化及び低コスト化が進んでいる。

しかし、ポンプのサイズやコストと出力流量は一般的にトレードオフの関係にあるため、小型化や低コスト化を進めると、所望の加圧速度を達成しにくくなる。

図１１は、図１０において圧迫圧力の変化速度が途中で変わったときの状態を示している。図１１では、時刻ｔ１までのカフの圧迫圧力の変化速度と時刻ｔ２以降のカフの圧迫圧力の変化速度とが変化したときの状態を示している。

この状態では、時刻ｔ１と時刻ｔ２の間においてカフの圧迫圧力が一点鎖線で示すように曲線状に変化し、カフの圧迫圧力が一定に変化していない。したがって、カフの圧迫圧力の変化速度が一定である前提で、上述した方法により脈波の振幅ａ２を求めてしまうと、正確な振幅ａ２’に対して誤差が生じ、血圧値の測定精度が低下する。

特許文献１〜３に記載の血圧測定装置は、脈波のピーク値と、脈波の立ち上がり点同士を結ぶ直線上における当該ピーク値が得られた時点での圧力値との差を、脈波振幅値として算出するものではない。そのため、特許文献１〜３では、図１１で説明したような課題は生じず、当然ながらその課題を解決する手段については考慮されていない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、血圧値の測定を高精度で行うことが可能な血圧測定装置、血圧測定方法、及び血圧測定プログラムを提供することを目的とする。

本発明の血圧測定装置は、生体の測定部位に装着されるカフと、前記カフによる前記測定部位への圧迫圧力を変化させる圧迫圧力調整部と、前記圧迫圧力の変化期間中における前記カフの圧力を検出するカフ圧検出部と、前記カフ圧検出部により検出される前記カフの圧力から、前記圧迫圧力と、前記生体の脈拍に同期して前記圧迫圧力に重畳される圧力成分である脈波とを検出する圧力成分検出部と、前記脈波のピーク値と、前記脈波の立ち上がり点と前記脈波の１つ後の脈波の立ち上り点とを結ぶ直線上の当該ピーク値の得られた時点における圧力との差分を、前記脈波の振幅値として算出する脈波振幅値算出部と、前記脈波に基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出部と、前記脈波毎に、該当脈波の発生期間における前記圧迫圧力の変化速度と、該当脈波の１つ前の脈波の発生期間における前記圧迫圧力の変化速度との差分である速度変化量を算出する速度変化量算出部と、前記脈波振幅値算出部により算出される脈波の振幅値を、前記速度変化量と前記脈拍数に基づいて補正する脈波振幅値補正部と、前記脈波振幅値補正部による補正後の前記脈波の振幅値を利用して血圧値を決定する血圧決定部と、を備えるものである。

本発明の血圧測定方法は、生体の測定部位に装着されるカフによる前記測定部位への圧迫圧力の変化期間中の前記カフの圧力を検出するカフ圧検出ステップと、前記カフ圧検出ステップにより検出される前記カフの圧力から、前記圧迫圧力と、前記生体の脈拍に同期して前記圧迫圧力に重畳される圧力成分である脈波とを検出する圧力成分検出ステップと、前記脈波のピーク値と、前記脈波の立ち上がり点と前記脈波の１つ後の脈波の立ち上り点とを結ぶ直線上の当該ピーク値の得られた時点における圧力との差分を、前記脈波の振幅値として算出する脈波振幅値算出ステップと、前記脈波に基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出ステップと、前記脈波毎に、該当脈波の発生期間における前記圧迫圧力の変化速度と、該当脈波の１つ前の脈波の発生期間における前記圧迫圧力の変化速度との差分である速度変化量を算出する速度変化量算出ステップと、前記脈波振幅値算出ステップにより算出される脈波の振幅値を、前記速度変化量と前記脈拍数に基づいて補正する脈波振幅値補正ステップと、前記脈波振幅値補正ステップによる補正後の前記脈波の振幅値を利用して血圧値を決定する血圧決定ステップと、を備えるものである。

本発明の血圧測定プログラムは、前記血圧測定方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、血圧値の測定を高精度で行うことが可能な血圧測定装置、血圧測定方法、及び血圧測定プログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態を説明するための血圧測定装置の概略構成を示す外観図 図１に示す血圧測定装置１における本体部１０の内部構成を示す図 図２に示すＣＰＵ１８がＲＯＭに記憶されるプログラムを読み出して実行することにより実現される機能ブロック図 脈波の発生期間における圧迫圧力の変化速度の前の脈波に対する変化量と、脈波の振幅値の誤差との関係を検討した結果を示すグラフ 図４に示すデータを、脈拍数を変化させて得た結果を示すグラフ 図１に示す血圧測定装置１の動作を説明するためのフローチャート 測定開始後に検出された８つの脈波と、各脈波の発生期間における圧迫圧力の変化速度との関係を示した図 図７に示したＮｏ２，Ｎｏ３，Ｎｏ４，Ｎｏ５の脈波波形を示す図 血圧測定装置１による血圧測定精度の向上効果を説明するための図 一般的なオシロメトリック式の血圧測定装置においてカフによる圧迫圧力が増加している期間における検出カフ圧の変化を示した図 図１０において圧迫圧力の変化速度が途中で変わったときの状態を示す図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態を説明するための血圧測定装置の概略構成を示す外観図である。

血圧測定装置１は、本体部１０と、被測定者の上腕に巻付け可能なカフ３０と、本体部１０とカフ３０を接続するエアチューブ４０とを備える。

本明細書においてカフとは、内腔を有する帯状又は筒状の構造物であって、生体の被測定部位（例えば上腕や手首等）に巻き付けが可能なものを意味し、気体や液体等の流体を内腔に注入することによって被測定者の動脈を圧迫して血圧測定に利用されるもののことを指す。

カフは、流体袋とこの流体袋を生体に巻き付けるための巻付手段とを含めた概念を示す言葉であり、腕帯と呼ばれることもある。図１の例では、カフ３０と本体部１０が別体となっているが、カフ３０が本体部１０と一体化されたものであってもよい。

本体部１０は、血圧値及び脈拍数等の各種情報を表示するための例えば液晶等により構成される表示部１９と、ユーザ（被測定者）からの指示を受付けるための複数のスイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを含む操作部２１とを備える。

操作部２１は、電源をＯＮ又はＯＦＦするための指示の入力と測定開始及び終了の指示を受付ける測定／停止スイッチ２１Ａ、本体部１０に記憶された血圧データ等の情報を読み出し、表示部１９に表示する指示を受付けるためのメモリスイッチ２１Ｂ、及び、情報呼び出しの際のメモリ番号の上げ下げの指示を受付けるための矢印スイッチ２１Ｃ，２１Ｄ等を備える。

図２は、図１に示す血圧測定装置１における本体部１０の内部構成を示す図である。

カフ３０は空気袋３１を含んでおり、この空気袋３１に図１に示したエアチューブ４０が接続されている。

本体部１０は、エアチューブ４０と接続される圧力センサ１１、ポンプ１２、及び排気弁（以下、弁という）１３と、発振回路１４と、ポンプ駆動回路１５と、弁駆動回路１６と、本体部１０の各部に電力を供給する電源１７と、図１に示した表示部１９と、本体部１０全体を統括制御すると共に各種の演算処理を行う制御部（ＣＰＵ）１８と、図１に示した操作部２１と、メモリ２２とを備える。

ポンプ１２は、カフ３０による被測定部位への圧迫圧力を増加させるために、空気袋３１に空気を供給する。

弁１３は、空気袋３１内の空気を排出又は封入するために開閉される。

ポンプ駆動回路１５は、ポンプ１２の駆動をＣＰＵ１８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１６は、弁１３の開閉制御をＣＰＵ１８から与えられる制御信号に基づいて行う。

ポンプ１２、弁１３、ポンプ駆動回路１５、及び弁駆動回路１６により、カフ３０による被測定部位への圧迫圧力を変化させる圧迫圧力調整部が構成される。

圧力センサ１１は、一例として静電容量型の圧力センサを用いる。静電容量型の圧力センサは、検出する圧力に応じて容量値が変化するものである。

発振回路１４は、圧力センサ１１の容量値に基づき発振し、当該容量値に応じた信号をＣＰＵ１８に出力する。ＣＰＵ１８は、発振回路１４から出力される信号を圧力値に変換することによって、カフ３０の圧力（カフ圧）を検出する。

メモリ２２は、ＣＰＵ１８に所定の動作をさせるためのプログラムやデータを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ワークメモリとしてのＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、測定した血圧データ等を格納するフラッシュメモリとを含む。

図３は、図２に示すＣＰＵ１８がＲＯＭに記憶される血圧測定プログラムを読み出して実行することにより実現される機能ブロック図である。

ＣＰＵ１８は、カフ圧検出部１８７と、弁別部１８０と、脈拍数算出部１８２と、速度変化量算出部１８３と、脈波振幅値算出部１８４と、脈波振幅値補正部１８５と、血圧決定部１８６と、を備える。

これらは、ＣＰＵ１８がメモリ２２に記憶されるプログラムを読み出して実行することで主にＣＰＵ１８に形成される機能であるが、これら機能のうちの一部又は全部がハードウェア構成で形成されてもよい。

カフ圧検出部１８７は、発振回路１４の出力信号を圧力値に変換してカフ圧を検出する。

弁別部１８０は、カフ圧検出部１８７によって検出されたカフ圧から、定常的な圧力すなわちカフ３０による圧迫圧力と、生体の脈拍に同期して当該圧迫圧力に重畳される圧力成分である脈波とを、例えばフィルタ処理により検出する。

脈拍数算出部１８２は、弁別部１８０により検出された脈波に基づいて脈拍数を算出する。具体的には、弁別部１８０によって検出された脈波の間隔（脈波の立ち上がり点から次の脈波の立ち上がり点までの時間）をＴｐｗとすると、脈拍数算出部１８２は、以下の式（１）により、脈拍数ＰＬＳを算出する。

ＰＬＳ＝６０／Ｔｐｗ ・・・（１）

速度変化量算出部１８３は、弁別部１８０により検出された圧迫圧力に基づいて、弁別部１８０により検出された脈波毎に、該当脈波の発生期間における圧迫圧力の変化速度と、該当脈波の１つ前の脈波の発生期間における圧迫圧力の変化速度との差分である速度変化量を算出する。

具体的には、速度変化量算出部１８３は、弁別部１８０によって検出された各脈波の発生期間における圧迫圧力を所定時間毎にサンプリングし、サンプリング間隔毎に圧迫圧力の変化速度を算出し、算出した変化速度の平均を、該当脈波の発生期間における圧迫圧力の変化速度として算出する。

脈波振幅値算出部１８４は、カフ圧検出部１８７によって検出されたカフ圧を解析して脈波の振幅値を算出する。

具体的には、脈波振幅値算出部１８４は、カフ圧検出部１８７によって検出されたカフ圧に対し、弁別部１８０によって検出された脈波の立ち上りタイミングにおける圧力値と、当該脈波の１つ後の脈波の立ち上がりタイミングにおける圧力値とを結ぶ直線を設定する。そして、当該脈波のピーク値と、当該ピーク値が得られた時点における当該直線上の圧力値との差分を、当該脈波の振幅値として算出する。

例えば、カフ圧検出部１８７によって図１１に示すようなカフ圧が検出される場合、脈波振幅値算出部１８４は、時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間における圧力値の最大値（当該期間に発生する脈波のピーク値）Ｍ１から、時刻ｔ０での圧力値と時刻ｔ１での圧力値を結ぶ直線上における当該ピーク値が得られた時刻ｔａでの圧力値Ｍ２を減算する。そして、この減算により得られる値を、時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間に発生する脈波の振幅値として算出する。脈波振幅値算出部１８４は、弁別部１８０によって脈波が検出される毎に、同様の演算を行って振幅値を算出する。

脈波振幅値補正部１８５は、脈波振幅値算出部１８４により算出された振幅値を、上記速度変化量と上記脈拍数に基づいて補正する。

血圧決定部１８６は、脈波振幅値補正部１８５から出力される脈波の振幅値を利用して周知の方法により血圧値を決定する。

脈波振幅値算出部１８４によって算出される脈波の振幅値は、前述したように、その脈波の発生期間におけるカフ３０の圧迫圧力の変化速度が一定でないと、正確な振幅値に対して誤差を生じることになる。

そこで、本実施形態の血圧測定装置１では、上記誤差を補正するための補正データを本体部１０のメモリ２２に記憶している。

図４は、脈波の発生期間における圧迫圧力の変化速度と、当該脈波の前の脈波の発生期間における圧迫圧力の変化速度との差である速度変化量と、脈波の振幅値の誤差との関係を検討した結果を示すグラフである。

図４に示すグラフでは、振幅値が既知の複数の脈波（脈拍数：１２０［ｂｐｍ］）に対し、脈波振幅値算出部１８４による算出方式で振幅値を算出した結果から既知の振幅値を減算した値を振幅算出誤差として縦軸に示している。また、脈波毎の前の脈波（前拍）に対する圧迫圧力の速度変化量を横軸に示している。

図４に示すように、圧迫圧力の速度変化量（符号を無視した絶対値）がゼロであれば振幅誤差は発生せず、速度変化量が大きくなるほど、振幅値の算出誤差は大きくなっている。このように、圧迫圧力の速度変化量と振幅値の誤差とは相関を有していることが分かる。

なお、図４は、カフの圧迫圧力を増加させていく過程で圧迫圧力に重畳される脈波について検討したデータであるが、カフの圧迫圧力を減少させて過程で圧迫圧力に重畳される脈波のデータについても同様の関係を示す。

図５は、図４に示すデータを、脈拍数を変化させて得た結果を示すグラフである。図５では、カフの圧迫圧力の速度変化量と振幅値の誤差とで表される関数の傾きを縦軸に示し、脈拍数を横軸に示している。

図５に示すように、脈拍数が多くなるほど、カフの圧迫圧力の速度変化量と振幅値の誤差とで表される関数の傾きは小さくなる。このような結果となるのは、脈拍数が多いと、脈波の時間軸における幅が小さくなり、脈波の発生期間における図１１に示したような加圧ベースラインの曲線部分が相対的に直線に近づく結果、振幅誤差が小さくなるためと考えられる。

本体部１０のメモリ２２には、図４及び図５に示したデータを補正データとして記憶している。なお、この補正データの持ち方は、縦軸データと横軸データを対応付けたテーブルとして持っておいても良いし、図４，５に示す直線を表す関数のデータとして持っておいてもよい。

以下では、補正データを関数として持つ場合を例にする。なお、図４に示す直線を表す関数は、ｙ＝γｘであり、図５に示す直線を表す関数は、ｙ＝αｘ＋βである。

脈波振幅値補正部１８５は、下記式（２）の演算により、脈波の振幅値の誤差ＡｍｐＥｒｒを算出する。

ＡｍｐＥｒｒ＝γ×ΔＶ＝（α×ＰＬＳ＋β）×ΔＶ ・・・（２）

式（２）において、αは、図５に示すデータを表す関数の傾きを示し、βは、図５に示すデータを表す関数の切片を示す。また、ΔＶは、速度変化量算出部１８３によって算出される速度変化量を示す。

脈波振幅値補正部１８５は、このようにして算出した誤差ＡｍｐＥｒｒを、脈波振幅値算出部１８４によって算出された振幅値に加算することで、振幅値の補正を行う。

以下では、以上のように構成された血圧測定装置１の動作について説明する。

図６は、図１に示す血圧測定装置１の動作を説明するためのフローチャートである。

測定／停止スイッチ２１Ａが押されて血圧の測定開始が指示されると、ＣＰＵ１８は、弁１３を閉鎖し（ステップＳ１）、ポンプ１２によりカフ３０に空気を注入してカフ３０の加圧を開始する（ステップＳ２）。

カフ３０の加圧開始後に脈波を検出すると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１８は、検出した脈波についてその振幅値を算出する（ステップＳ４）。

次に、ＣＰＵ１８は、当該脈波の発生期間における圧迫圧力の変化速度を算出する（ステップＳ５）。

次に、ＣＰＵ１８は、脈波を２つ以上検出している場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）にはステップＳ７の処理を行う。脈波が１つしか検出されていない場合（ステップＳ６：ＮＯ）にはステップＳ３に処理を戻す。

ステップＳ７において、ＣＰＵ１８は、最新の検出脈波に対して算出した圧迫圧力の変化速度と、当該検出脈波の１つ前の脈波に対して算出した圧迫圧力の変化速度との差分を、当該最新の検出脈波の発生期間における圧迫圧力の速度変化量として算出する。

次に、ＣＰＵ１８は、最新の検出脈波に基づいて脈拍数ＰＬＳを算出する（ステップＳ８）。

次に、ＣＰＵ１８は、ステップＳ７で算出した速度変化量（符号を無視した絶対値）が閾値以上であれば（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ステップＳ１０の処理を行う。

この閾値は、ステップＳ４で算出した振幅値を補正するか否かを判定するための閾値である。図４に示すデータから明らかなように、圧迫圧力の速度変化量がゼロであれば、振幅値の補正は必要ない。しかし、ステップＳ７で算出される速度変化量には多少のばらつきが生じうるため、ここではこのばらつきを考慮し、ゼロに僅かな数値を足した値を閾値として設定している。

ステップＳ１０において、ＣＰＵ１８は、ステップＳ７において算出した速度変化量と、ステップＳ８において算出した脈拍数と、メモリ２２に記憶されている図４及び図５の関数データとから、式（２）の演算を行って、振幅値の誤差（補正量）を算出する。

ステップＳ９において速度変化量が閾値未満であった場合には、ステップＳ４で算出した振幅値に誤差がないと判断できるため、ＣＰＵ１８はステップＳ１０，Ｓ１１の処理は行わずにステップＳ１２の処理を行う。

ステップＳ１２において、ＣＰＵ１８は、各脈波に対して求めた振幅値（ステップＳ１０，Ｓ１１を行った場合は補正後の値）を利用して血圧値を決定する。

ＣＰＵ１８は、振幅値のサンプリング数が血圧値を決定できる数に達していない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）は、ステップＳ３に処理を戻す。

ステップＳ１２で血圧値を決定すると、ＣＰＵ１８は、ポンプ１２による加圧を停止し、弁１３を開放して空気袋３１の排気を行う（ステップＳ１３）。

そして、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１２において決定した血圧値を表示部１９に表示させて（ステップＳ１４）、血圧測定処理を終了する。

以上のように、本実施形態の血圧測定装置１によれば、脈波発生期間においてカフ３０による圧迫圧力の変化速度が一定でなく、ステップＳ４において算出される振幅値に誤差が含まれる場合でも、圧迫圧力の速度変化量と脈拍数とに基づいてこの誤差を補正することができる。このため、脈波の振幅値を正確に算出することができ、血圧値の測定精度を向上させることができる。

なお、図６の動作説明では、ステップＳ１２において、測定開始後に最初に検出された脈波の振幅値についても血圧決定のために用いるものとした。しかし、この脈波については、前拍に対する圧迫圧力の速度変化量を算出することができない。このため、その脈波の発生期間中にカフ３０の圧迫圧力の変化速度が一定になっていない場合でも、脈波の振幅誤差を補正することはできない。

そこで、測定開始後に最初に検出される脈波の振幅値については、血圧決定の際に用いる振幅値からは除外することで、血圧測定精度をより向上させることができる。

また、脈波発生期間中の圧迫圧力の変化速度が、１つ前の脈波に対しては閾値以上に変化しているものの、当該変化速度が１つ後の脈波に対しては閾値以上に変化していない脈波についても、同様に、血圧決定の際に用いる振幅値からは除外することで、血圧測定精度をより向上させることができる。以下、この理由を説明する。

図７は、血圧測定開始後に検出された８つの脈波（脈波Ｎｏ１〜８）と、各脈波の発生期間における圧迫圧力の変化速度との関係を示した図である。図７では、Ｎｏ２とＮｏ３の脈波の間で圧迫圧力の変化速度に閾値以上の変化があり、Ｎｏ３とＮｏ４の脈波の間で圧迫圧力の変化速度に閾値以上の変化があったものとしている。

この場合、図６で説明した動作にしたがえば、Ｎｏ３とＮｏ４の脈波については振幅値が補正されることになる。

図７に示したＮｏ２，Ｎｏ３，Ｎｏ４，Ｎｏ５の脈波波形は、例えば図８に示したものとなる。脈波Ｎｏ２，Ｎｏ４，Ｎｏ５では、脈波の立ち上がり点とその次の脈波の立ち上がり点とを結ぶ直線が、圧迫圧力の変化を示す一点鎖線の波形と一致するため、振幅値に誤差は生じない。

一方、脈波Ｎｏ３は、脈波の立ち上がり点とその次の脈波の立ち上がり点とを結ぶ直線（図８中の破線）が、圧迫圧力の変化を示す一点鎖線の波形とは一致しないため、振幅値に誤差が生じる。

つまり、図８に示すようなカフ圧が得られた場合には、前後の脈波に対して圧迫圧力の変化速度が閾値以上に変化しているＮｏ３の脈波の振幅値だけを補正すればよいことになる。

このため、脈波発生期間中の圧迫圧力の変化速度が１つ前の脈波に対しては閾値以上に変化しているものの、当該変化速度が１つ後の脈波に対しては閾値以上に変化していない脈波（図７，８の脈波Ｎｏ４）については、振幅値は補正するが、血圧決定の際に用いる振幅値からは除外することで、血圧測定精度をより向上させることができる。

なお、図７，８の脈波Ｎｏ４については振幅値の補正を省略し、補正を行わなかった当該振幅値を、血圧決定の際に用いる振幅値に含めるようにすることが好ましい。このようにすることで、血圧決定のための脈波の振幅値のサンプル数が少なくなるのを防ぐことができ、血圧決定精度を向上させることができる。

測定開始後に最初に検出される脈波の振幅値や、図７，８に示す脈波Ｎｏ４の振幅値又はそれを補正した値を、血圧決定のために利用したとしても、その他の脈波の振幅値は正確な値を得ることができているため、血圧測定の精度は十分に向上させることができる。

次に、血圧測定装置１による血圧測定精度の向上効果について実験データをもとに説明する。

図９は、血圧測定装置１による血圧測定精度の向上効果を説明するための図である。図９のＦＩＧ９Ｂは、カフの圧迫圧力と、この圧迫圧力の変化期間中に検出されたカフ圧とを示したグラフである。ＦＩＧ９Ｂにおいて破線で示した波形が圧迫圧力を示し、実線で示した波形がカフ圧を示す。

図９のＦＩＧ９Ａは、ＦＩＧ９Ｂに示したカフ圧から、図６で説明した方法で各脈波の振幅値を算出した結果を示したグラフである。

ＦＩＧ９Ａに示す太実線は、図６で説明した方法で各脈波の振幅値を補正した場合の結果を示している。ＦＩＧ９Ａに示す細実線は、各脈波の振幅値を補正しない場合の結果を示している。なお、ＦＩＧ９Ａには、カフの圧迫圧力を全期間で一定に制御し、振幅値の補正を行わなかった場合に算出した振幅値を破線で示してある。

図９に示したように、本実施形態で説明した振幅値の補正処理を実施することで、ＦＩＧ９Ｂに示すようにカフの圧迫圧力の変化速度が一定とならない場合でも、カフの圧迫圧力の変化速度を一定に制御した場合に近い振幅値を得ることができ、血圧測定精度を向上させられることがわかる。

本実施形態のＣＰＵ１８が実現する機能は、汎用のコンピュータによって実現することも可能である。

例えば、表示部及び操作部が接続されるコンピュータに、図２のＣＰＵ１８、表示部１９、操作部２１、及びメモリ２２以外の構成を含むユニットを外付けして用いる構成としてもよい。

この構成においては、コンピュータ側からユニットを制御できるようにしておき、ユニット側から送られてくる信号を用いて、コンピュータが、図６に示したステップＳ３〜ステップＳ１２の処理を行うことで、本実施形態の血圧測定装置１と同様の機能を実現することができる。

また、本実施形態のＣＰＵ１８が行う血圧測定方法を、プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、当該プログラムをコンピュータが読取可能な一時的でない（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記録媒体に記録される。

このような「コンピュータ読取可能な記録媒体」は、たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−ＲＯＭ）等の光学媒体や、メモリカード等の磁気記録媒体等を含む。また、このようなプログラムを、ネットワークを介したダウンロードによって提供することもできる。

以上では、本発明を、カフ３０による圧迫圧力を増加させていく過程において検出されるカフ圧から脈波の振幅値を求める方法に適用した実施形態を示したが、カフ３０による圧迫圧力を減少させていく過程において検出されるカフ圧から脈波の振幅値を求める方法であっても、本発明を同様に適用可能である。

今回開示された実施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及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。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

開示された血圧測定装置は、生体の測定部位に装着されるカフと、前記カフによる前記測定部位への圧迫圧力を変化させる圧迫圧力調整部と、前記圧迫圧力の変化期間中における前記カフの圧力を検出するカフ圧検出部と、前記カフ圧検出部により検出される前記カフの圧力から、前記圧迫圧力と、前記生体の脈拍に同期して前記圧迫圧力に重畳される圧力成分である脈波とを検出する圧力成分検出部と、前記脈波のピーク値と、前記脈波の立ち上がり点と前記脈波の１つ後の脈波の立ち上り点とを結ぶ直線上の当該ピーク値の得られた時点における圧力との差分を、前記脈波の振幅値として算出する脈波振幅値算出部と、前記脈波に基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出部と、前記脈波毎に、該当脈波の発生期間における前記圧迫圧力の変化速度と、該当脈波の１つ前の脈波の発生期間における前記圧迫圧力の変化速度との差分である速度変化量を算出する速度変化量算出部と、前記脈波振幅値算出部により算出される脈波の振幅値を、前記速度変化量と前記脈拍数に基づいて補正する脈波振幅値補正部と、前記脈波振幅値補正部による補正後の前記脈波の振幅値を利用して血圧値を決定する血圧決定部と、を備えるものである。

開示された血圧測定装置は、前記脈波振幅値補正部が、前記速度変化量が大きいほど前記脈波の振幅値の補正量を大きくし、かつ、前記速度変化量に応じた前記補正量の大きさを前記脈拍数が多いほど小さくするものである。

開示された血圧測定装置は、前記脈波振幅値補正部が、前記速度変化量が閾値以上となる脈波に対してのみ前記振幅値の補正を行うものである。

開示された血圧測定装置は、前記脈波振幅値補正部が、前記検出される脈波のうち、１つ前の脈波の発生期間に対する前記速度変化量が閾値以上であり、かつ、１つ後の脈波の発生期間に対する前記速度変化量が前記閾値未満である脈波の振幅値については、前記振幅値の補正を省略し、前記血圧決定部は、前記補正が省略された前記振幅値を、前記血圧値の決定に用いる振幅値とするものである。

開示された血圧測定装置は、前記血圧決定部は、前記振幅値のうち、測定開始から最初に検出される脈波の振幅値については、前記血圧値の決定に用いる振幅値から除外するものである。

開示された血圧測定方法は、生体の測定部位に装着されるカフによる前記測定部位への圧迫圧力の変化期間中の前記カフの圧力を検出するカフ圧検出ステップと、前記カフ圧検出ステップにより検出される前記カフの圧力から、前記圧迫圧力と、前記生体の脈拍に同期して前記圧迫圧力に重畳される圧力成分である脈波とを検出する圧力成分検出ステップと、前記脈波のピーク値と、前記脈波の立ち上がり点と前記脈波の１つ後の脈波の立ち上り点とを結ぶ直線上の当該ピーク値の得られた時点における圧力との差分を、前記脈波の振幅値として算出する脈波振幅値算出ステップと、前記脈波に基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出ステップと、前記脈波毎に、該当脈波の発生期間における前記圧迫圧力の変化速度と、該当脈波の１つ前の脈波の発生期間における前記圧迫圧力の変化速度との差分である速度変化量を算出する速度変化量算出ステップと、前記脈波振幅値算出ステップにより算出される脈波の振幅値を、前記速度変化量と前記脈拍数に基づいて補正する脈波振幅値補正ステップと、前記脈波振幅値補正ステップによる補正後の前記脈波の振幅値を利用して血圧値を決定する血圧決定ステップと、を備えるものである。

開示された血圧測定プログラムは、前記血圧測定方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

１ 血圧測定装置
１０ 本体部
３０ カフ
１８ ＣＰＵ
１８０ 弁別部
１８２ 脈拍数算出部
１８３ 速度変化量算出部
１８４ 脈波振幅値算出部
１８５ 脈波振幅値補正部
１８６ 血圧決定部
１８７ カフ圧検出部

Claims (7)

1. 生体の測定部位に装着されるカフと、
   前記カフによる前記測定部位への圧迫圧力を変化させる圧迫圧力調整部と、
   前記圧迫圧力の変化期間中における前記カフの圧力を検出するカフ圧検出部と、
   前記カフ圧検出部により検出される前記カフの圧力から、前記圧迫圧力と、前記生体の脈拍に同期して前記圧迫圧力に重畳される圧力成分である脈波とを検出する圧力成分検出部と、
   前記脈波のピーク値と、前記脈波の立ち上がり点と前記脈波の１つ後の脈波の立ち上り点とを結ぶ直線上の当該ピーク値の得られた時点における圧力との差分を、前記脈波の振幅値として算出する脈波振幅値算出部と、
   前記脈波に基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出部と、
   前記脈波毎に、該当脈波の発生期間における前記圧迫圧力の変化速度と、該当脈波の１つ前の脈波の発生期間における前記圧迫圧力の変化速度との差分である速度変化量を算出する速度変化量算出部と、
   前記脈波振幅値算出部により算出される脈波の振幅値を、前記速度変化量と前記脈拍数に基づいて補正する脈波振幅値補正部と、
   前記脈波振幅値補正部による補正後の前記脈波の振幅値を利用して血圧値を決定する血圧決定部と、を備える血圧測定装置。
2. 請求項１記載の血圧測定装置であって、
   前記脈波振幅値補正部は、前記速度変化量が大きいほど前記脈波の振幅値の補正量を大きくし、かつ、前記速度変化量に応じた前記補正量の大きさを前記脈拍数が多いほど小さくする血圧測定装置。
3. 請求項１又は２記載の血圧測定装置であって、
   前記脈波振幅値補正部は、前記速度変化量が閾値以上となる脈波に対してのみ前記振幅値の補正を行う血圧測定装置。
4. 請求項３記載の血圧測定装置であって、
   前記脈波振幅値補正部は、前記検出される脈波のうち、１つ前の脈波の発生期間に対する前記速度変化量が閾値以上であり、かつ、１つ後の脈波の発生期間に対する前記速度変化量が前記閾値未満である脈波の振幅値については、前記振幅値の補正を省略し、
   前記血圧決定部は、前記補正が省略された前記振幅値を、前記血圧値の決定に用いる振幅値とする血圧測定装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の血圧測定装置であって、
   前記血圧決定部は、前記振幅値のうち、測定開始から最初に検出される脈波の振幅値については、前記血圧値の決定に用いる振幅値から除外する血圧測定装置。
6. 生体の測定部位に装着されるカフによる前記測定部位への圧迫圧力の変化期間中の前記カフの圧力を検出するカフ圧検出ステップと、
   前記カフ圧検出ステップにより検出される前記カフの圧力から、前記圧迫圧力と、前記生体の脈拍に同期して前記圧迫圧力に重畳される圧力成分である脈波とを検出する圧力成分検出ステップと、
   前記脈波のピーク値と、前記脈波の立ち上がり点と前記脈波の１つ後の脈波の立ち上り点とを結ぶ直線上の当該ピーク値の得られた時点における圧力との差分を、前記脈波の振幅値として算出する脈波振幅値算出ステップと、
   前記脈波に基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出ステップと、
   前記脈波毎に、該当脈波の発生期間における前記圧迫圧力の変化速度と、該当脈波の１つ前の脈波の発生期間における前記圧迫圧力の変化速度との差分である速度変化量を算出する速度変化量算出ステップと、
   前記脈波振幅値算出ステップにより算出される脈波の振幅値を、前記速度変化量と前記脈拍数に基づいて補正する脈波振幅値補正ステップと、
   前記脈波振幅値補正ステップによる補正後の前記脈波の振幅値を利用して血圧値を決定する血圧決定ステップと、を備える血圧測定方法。
7. 請求項６記載の血圧測定方法の各ステップをコンピュータに実行させるための血圧測定プログラム。

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