JP2022116833A - Blood pressure measuring device and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、血圧測定装置および制御方法に関する。 The present invention relates to a blood pressure measuring device and control method.
近年、自動的に血圧を測定することが可能な血圧測定装置は、一般家庭や公衆の場に広く普及し、健康管理の一環として利用されている。このように医療機関においてのみならず、一般の人が利用しやすい装置として、様々な血圧測定装置が提案されている。 In recent years, blood pressure measuring devices capable of automatically measuring blood pressure have become widely used in general households and public places, and are used as part of health care. As described above, various blood pressure measuring devices have been proposed as devices that can be easily used not only by medical institutions but also by ordinary people.
血圧測定装置による血圧測定の方式としては例えば、被検者の血圧測定部位に巻回されるカフ内の圧力をポンプ等で最大血圧(SYS)より高い圧力まで昇圧した後、定速排気(例えば、3~5mmHg/秒)によって当該圧力を降圧させる過程において、圧力センサによって得られるセンサ検出信号(圧力信号)に重畳している脈波信号に基づいて血圧(例えば、最高血圧、最低血圧)を測定する降圧測定方式が使用されている(例えば、特許文献1を参照)。 As a method of blood pressure measurement by a blood pressure measuring device, for example, after the pressure in the cuff wrapped around the blood pressure measurement site of the subject is raised to a pressure higher than the systolic blood pressure (SYS) by a pump or the like, constant speed exhaust (for example , 3 to 5 mmHg/sec), blood pressure (for example, systolic blood pressure, diastolic blood pressure) based on the pulse wave signal superimposed on the sensor detection signal (pressure signal) obtained by the pressure sensor A step-down measurement method for measuring is used (see, for example, Patent Document 1).
また、降圧測定方式よりも血圧の測定時間を短くして血圧測定部位への負担の低減を目的とした昇圧測定方式が使用されている。この昇圧測定方式では、カフ内の圧力を例えば160~190mmHgまで昇圧させる過程において、圧力センサによって得られるセンサ検出信号に重畳している脈波信号に基づいて被検者の血圧を測定する。 In addition, a pressurization measurement system is used for the purpose of reducing the burden on the blood pressure measurement site by shortening the blood pressure measurement time compared to the pressure reduction measurement system. In this pressurization measurement method, the subject's blood pressure is measured based on the pulse wave signal superimposed on the sensor detection signal obtained by the pressure sensor in the process of increasing the pressure in the cuff to, for example, 160 to 190 mmHg.
降圧測定方式および昇圧測定方式の何れにおいても、カフ内の血管の血流による容積変化がカフ内の圧力の振幅変化として検出され、その検出された振幅変化に基づいて血圧が測定される。なお、カフ内の圧力の振幅変化量は、血圧値、カフの容量、被検者の血流等によって異なり、小さい場合は1/10mmHg程度である。 In both the pressure-lowering measurement method and the pressure-boosting measurement method, the volume change due to the blood flow in the cuff is detected as the amplitude change of the pressure inside the cuff, and the blood pressure is measured based on the detected amplitude change. The amount of change in the amplitude of the pressure in the cuff differs depending on the blood pressure value, the volume of the cuff, the blood flow of the subject, etc., and is about 1/10 mmHg when small.
ところで昇圧測定方式では、被検者の血圧測定部位に巻回されるカフのサイズ(容量)やカフの巻き方の違いによってカフの膨らみ易さに違いが生じたとしても、正しい脈波信号を取得して被検者の血圧を精度良く測定するため、所定の目標昇圧速度(単位時間当たりの昇圧量)でカフ内の圧力を昇圧させる必要がある。そこで従来、カフの実際の昇圧速度と目標昇圧速度との差分に応じてカフ内の圧力の昇圧動作を制御するフィードバック制御が行われている。 By the way, in the pressurization measurement method, even if there is a difference in the ease of inflation of the cuff due to differences in the size (capacity) of the cuff wrapped around the patient's blood pressure measurement site and the way the cuff is wrapped, the correct pulse wave signal can be obtained. In order to acquire and accurately measure the blood pressure of the subject, it is necessary to increase the pressure in the cuff at a predetermined target pressure increase rate (increase amount per unit time). Therefore, conventionally, feedback control is performed to control the pressure increase operation in the cuff according to the difference between the actual pressure increase speed of the cuff and the target pressure increase speed.
しかし、一般的にフィードバック制御には制御信号に対する応答遅れが存在し、制御信号を出力してもカフ内の昇圧速度が直ちに変化するわけではない。また、応答遅れを考慮し、カフの実際の昇圧速度が短時間で目標昇圧速度に収束するように制御量を大きくすると、実際の昇圧速度が大きく揺らいで目標値を跨いで行ったり来たりし、ひいてはカフを昇圧させる過程において得られるセンサ検出信号に重畳している脈波信号に揺らぎが発生する。その結果、正しい脈波信号を取得して被検者の血圧を精度良く測定することが困難となる。 However, feedback control generally has a response delay with respect to a control signal, and even if the control signal is output, the boost speed in the cuff does not change immediately. In addition, considering the response delay, if the control amount is increased so that the actual pressure increase speed of the cuff converges to the target pressure increase speed in a short period of time, the actual pressure increase speed fluctuates greatly and goes back and forth across the target value. Furthermore, fluctuations occur in the pulse wave signal superimposed on the sensor detection signal obtained in the process of increasing the pressure of the cuff. As a result, it becomes difficult to obtain a correct pulse wave signal and accurately measure the blood pressure of the subject.
そこで、カフを昇圧させる過程において得られるセンサ検出信号に重畳している脈波信号の揺らぎの発生を抑制するために制御量を小さくすることが考えられる。しかしながら、この場合、カフの実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するまでの時間が長くなり、被検者の血圧測定開始後の初期段階において目標昇圧速度で昇圧させることが困難となるという問題があった。特に、カフ内の実際の圧力が低い段階でカフの実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束しないと、被検者の正しい脈波信号を十分に取得することができず、被検者の最低血圧をそもそも測定できなかったり、当該最低血圧を精度良く測定できなかったりする。 Therefore, it is conceivable to reduce the control amount in order to suppress the fluctuation of the pulse wave signal superimposed on the sensor detection signal obtained in the process of increasing the pressure of the cuff. However, in this case, it takes a long time for the actual pressure increase rate of the cuff to converge to the target pressure increase rate. was there. In particular, if the actual pressure rise rate of the cuff does not converge to the target pressure rise rate when the actual pressure in the cuff is low, a correct pulse wave signal of the subject cannot be sufficiently acquired, and the lowest pressure of the subject cannot be obtained. Blood pressure cannot be measured in the first place, or the diastolic blood pressure cannot be measured with high accuracy.
本発明の目的は、被検者の血圧測定開始後の初期段階で、被検者に巻回されるカフを目標昇圧速度で昇圧させることが可能な血圧測定装置および制御方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a blood pressure measuring device and a control method capable of increasing the pressure of a cuff wrapped around a subject at a target pressure increasing rate in the initial stage after the start of blood pressure measurement of the subject. be.
本発明に係る血圧測定装置は、
被検者に巻回されたカフ内の圧力が血圧測定範囲内で昇圧される間に前記被検者の血圧測定を行う血圧測定装置であって、
前記カフ内の圧力を昇圧する昇圧動作を行う昇圧部と、
前記カフ内の圧力が前記血圧測定範囲に入る前、前記カフ内の昇圧速度を算出する算出部と、
前記カフ内の実際の圧力が前記血圧測定範囲に入る際に前記カフ内の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように、算出された前記昇圧速度に応じた所定の制御量で前記昇圧動作を制御する制御部と、
を備える。
A blood pressure measuring device according to the present invention comprises:
A blood pressure measurement device that measures the blood pressure of the subject while the pressure in the cuff wrapped around the subject is increased within a blood pressure measurement range,
a boosting unit that performs a boosting operation to boost the pressure in the cuff;
a calculation unit that calculates a pressure increase rate in the cuff before the pressure in the cuff enters the blood pressure measurement range;
The pressure increase operation is performed by a predetermined control amount according to the calculated pressure increase rate so that the pressure increase rate in the cuff converges to the target pressure increase rate when the actual pressure in the cuff enters the blood pressure measurement range. a control unit that controls
Prepare.
本発明に係る制御方法は、
被検者に巻回されたカフ内の圧力が血圧測定範囲内で昇圧される間に前記被検者の血圧測定を行う血圧測定装置における制御方法であって、
前記カフ内の圧力が前記血圧測定範囲に入る前、前記カフ内の昇圧速度を算出し、
前記カフ内の圧力が前記血圧測定範囲に入る際に前記カフ内の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように、算出された前記昇圧速度に応じた所定の制御量で前記昇圧動作を制御する。
A control method according to the present invention includes:
A control method in a blood pressure measuring device for measuring the blood pressure of a subject while the pressure in a cuff wrapped around the subject is increased within a blood pressure measurement range,
before the pressure in the cuff enters the blood pressure measurement range, calculating the pressure increase rate in the cuff;
The pressure increase operation is controlled by a predetermined control amount according to the calculated pressure increase rate so that the pressure increase rate in the cuff converges to a target pressure increase rate when the pressure in the cuff enters the blood pressure measurement range. .
本発明によれば、被検者の血圧測定開始後の初期段階で、被検者に巻回されるカフを目標昇圧速度で昇圧させることができる。 According to the present invention, the pressure of the cuff wrapped around the subject can be increased at the target pressure increase rate in the initial stage after the start of blood pressure measurement of the subject.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本実施の形態における血圧測定装置100の構成例を示すブロック図である。血圧測定装置100は例えば、病院等の医療施設において、被検者(例えば、患者)の血圧を測定するために使用される。本実施の形態では、血圧測定装置100は、降圧測定方式と比べて血圧の測定時間を短くし血圧測定部位への負担の低減を目的とした昇圧測定方式を使用する。すなわち、血圧測定装置100は、被検者に巻回された血圧測定用カフ120内の圧力を昇圧させ、当該圧力が血圧測定範囲内で昇圧される間に被検者の血圧測定を行う。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a blood
図2は、被検者の血圧が測定される場合、昇圧される血圧測定用カフ120内の圧力の時系列変化を実線Lで示す図である。図2に示すように、血圧測定装置100は、血圧測定用カフ120内の圧力(カフ圧)を例えば160mmHgまで昇圧させる過程において、当該圧力を検出する圧力検出部106によって得られるセンサ検出信号に重畳している脈波信号に基づいて被検者の血圧を測定する。図2に示す例では、カフ圧が例えば70~130mmHgである場合にセンサ検出信号に脈波信号が重畳している様子が示されている。
FIG. 2 is a diagram showing, by a solid line L, time series changes in the pressure in the blood pressure measurement cuff 120 that is increased when the subject's blood pressure is measured. As shown in FIG. 2, in the process of increasing the pressure (cuff pressure) in the blood pressure measurement cuff 120 to, for example, 160 mmHg, the blood
図1に示すように、血圧測定装置100は、制御部102、昇圧部104、圧力検出部106、フィルタ部108、記憶部110、操作部112および表示部114を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1 , blood
血圧測定装置100には、血圧測定用カフ120(圧迫帯)が接続されている。血圧測定用カフ120は、例えば合成ゴム製の膨張可能な膨張袋を内部に収容した帯状の布袋から長手状に構成され、長手方向の端部の内側および長手方向の中間部の外側にそれぞれ設けられたファスナを用いて被検者の血圧測定部位(例えば、上腕)に巻回可能に構成されている。なお、血圧測定用カフ120は、本発明の「カフ」として機能する。
A blood pressure measurement cuff 120 (compression band) is connected to the blood
血圧測定用カフ120は、可撓性チューブ(ホース)を一体的に備え、可撓性チューブの先端部に設けられたコネクタが血圧測定装置100に設けられたソケットに着脱可能に差し込まれることで、血圧測定装置100内の昇圧部104および圧力検出部106と共通の空気流路で接続される。
Blood pressure measurement cuff 120 is integrally provided with a flexible tube (hose), and a connector provided at the tip of the flexible tube is detachably inserted into a socket provided in blood
制御部102は、例えばCPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置およびRAM(Random Access Memory)等のメモリ装置を備える。制御部102は、記憶部110(例えばROM(Read Only Memory)等)に記憶されたプログラムをメモリ装置に展開して演算処理装置により実行することで、血圧測定装置100の全体の制御を実行する。なお、制御部102は、本発明の「算出部」および「制御部」として機能する。
The
昇圧部104は、被検者の血圧が測定される場合、制御部102の制御を受けて、被検者に巻回された血圧測定用カフ120内の圧力を昇圧する。本実施の形態では、昇圧部104は、給気部104Aと、排気部104Bとを備える。
When the subject's blood pressure is measured, the
給気部104Aは、血圧測定用カフ120に対して給気を行う、すなわち血圧測定用カフ120内に空気を供給することによって血圧測定用カフ120内の圧力を増圧するポンプである。本実施の形態では、給気部104Aの制御として、給気動作のオンオフの時間比率による公知のDuty制御が採用されている。つまり、給気部104Aは、制御部102から出力されたDuty信号に示されるDuty比(例えば、0~100%)に応じて、血圧測定用カフ120に対する給気量を変更する。給気部104Aは、Duty比が100%に向けて大きくなるにつれて血圧測定用カフ120に対する給気量を増大させる一方、Duty比が0%に向けて小さくなるにつれて血圧測定用カフ120に対する給気量を減少させる。
The
排気部104Bは、血圧測定用カフ120に対して排気を行う、すなわち血圧測定用カフ120内の空気を排出することによって血圧測定用カフ120内の圧力を減圧する流量制御弁である。排気部104Bとしての流量制御弁は、例えばソレノイドを用いた電磁弁によって実現することができる。本実施の形態では、排気部104Bの制御として、排気動作のオンオフの時間比率による公知のDuty制御が採用されている。つまり、排気部104Bは、制御部102から出力されたDuty信号に示されるDuty比(例えば、0~100%)に応じて、血圧測定用カフ120に対する排気量を変更する。排気部104Bは、Duty比が100%に向けて大きくなるにつれて流量制御弁の開度を小さくして血圧測定用カフ120に対する排気量を減少させる一方、Duty比が0%に向けて小さくなるにつれて流量制御弁の開度を大きくして血圧測定用カフ120に対する排気量を増大させる。
The
給気部104Aによる給気量と排気部104Bによる排気量との差分量(=給気量-排気量)に応じて昇圧部104から血圧測定用カフ120に空気が供給される結果、血圧測定用カフ120内の圧力は昇圧する。
Air is supplied from the pressurizing
圧力検出部106は、例えばピエゾ素子などを用いた圧力-電気変換センサであり、血圧測定用カフ120内の圧力を検出し、検出した圧力を示すセンサ出力信号(電気信号)をフィルタ部108に出力する。血圧測定用カフ120が巻回された被検者の脈動によって血圧測定用カフ120内の圧力が変化するため、センサ出力信号には、容積脈波信号成分(以下、単に「脈波信号」と言う)が重畳している。センサ出力信号は、ADコンバータ(図示せず)によって所定周波数でサンプリングされ、デジタルデータ化される。
The
フィルタ部108は、圧力検出部106から出力されたセンサ出力信号から脈波信号を抽出し、抽出した脈波信号を制御部102に出力する。具体的には、フィルタ部108は、一般的な脈拍の周波数を通過する帯域通過フィルタを使用することによって、センサ出力信号から脈波信号を抽出することができる。
また、フィルタ部108は、圧力検出部106から出力されたセンサ出力信号からポンプノイズ成分(給気部104A)や脈波信号を除去した圧力信号を生成して制御部102に出力する。具体的には、フィルタ部108は、センサ出力信号からポンプノイズ成分や脈波信号といったAC成分を除去するローパスフィルタを使用することによって圧力信号を生成することができる。
Further, the
制御部102は、被検者の血圧が測定される場合、フィルタ部108から出力された圧力信号に基づいて、昇圧部104(給気部104A、排気部104B)の昇圧動作を制御する。
When the subject's blood pressure is measured, the
制御部102は、被検者の血圧が測定される場合、オシロメトリック方式による公知のアルゴリズムを適用して血圧値を測定する。制御部102は、フィルタ部108から出力された圧力信号および脈波信号から得られる脈波振幅の推移と血圧測定用カフ120内の圧力とに基づいて、脈波振幅の増減を監視し、脈波振幅の増加中の所定タイミングにおけるカフ圧を最低血圧として測定し、脈波振幅の減少中の所定タイミングにおけるカフ圧を最高血圧として測定する。
When the blood pressure of the subject is measured, the
制御部102は、最高血圧および最低血圧を測定した後、その最高血圧および最低血圧の値を測定データとして記憶部110に記憶させる。制御部102は、被検者の血圧測定が終了した後、昇圧部104(給気部104A、排気部104B)を制御し、血圧測定用カフ120内への空気の供給を停止させるとともに、血圧測定用カフ120内の全ての空気を排出させる。
After measuring the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure, the
記憶部110は、測定データに関する情報(被検者の情報など)や測定データなどを記憶する記憶装置である。記憶部110は、メモリカードのような、血圧測定装置100から取り外し可能な記録媒体を用いる構成であっても良い。
The
操作部112は、例えばキー、スイッチ、ボタンなどであり、ユーザからの指示や設定などを受け付ける。操作部112には、例えば電源ボタン/スイッチ、血圧測定の開始を指示するためのスイッチ/ボタンや、実行中の血圧測定の中止を指示するためのスイッチ/ボタンなどが含まれる。制御部102は、操作部112の操作を監視しており、検出された操作に応じた動作を実行する。
The
表示部114は、例えばLCDのようなドットマトリックス形式のディスプレイやLEDランプなどから構成され、制御部102の制御を受けて血圧測定装置100の動作状態や測定結果、ガイダンスなどを表示する。なお、血圧測定装置100は、表示部114に代えて、あるいは表示部114に加えて、スピーカやプリンタといった他の出力装置を備えてもよい。
The
ところで、血圧測定装置100による血圧測定の方式として使用されている昇圧測定方式では、被検者の血圧測定部位に巻回される血圧測定用カフ120のサイズ(容量)や血圧測定用カフ120の巻き方の違いによって血圧測定用カフ120の膨らみ易さ(コンプライアンスとも言う)に違いが生じたとしても、正しい脈波信号を取得して被検者の血圧を精度良く測定するため、所定の目標昇圧速度(単位時間当たりの昇圧量)で血圧測定用カフ120を昇圧させる必要がある。そこで従来、血圧測定用カフ120の実際の昇圧速度と目標昇圧速度との差分(偏差)に応じて血圧測定用カフ120内の圧力の昇圧動作を制御するフィードバック制御が行われている。
By the way, in the pressurization measurement method used as a method of blood pressure measurement by the blood
しかし、一般的にフィードバック制御には制御信号に対する応答遅れが存在し、制御信号を出力しても血圧測定用カフ120内の昇圧速度が直ちに変化するわけではない。また、応答遅れを考慮し、血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が短時間で目標昇圧速度に収束するように制御量を大きくすると、実際の昇圧速度が大きく揺らいで目標値を跨いで行ったり来たりし、ひいては血圧測定用カフ120を昇圧させる過程において得られるセンサ検出信号に重畳している脈波信号に揺らぎが発生する。その結果、正しい脈波信号を取得して被検者の血圧を精度良く測定することが困難となる。 However, feedback control generally has a response delay with respect to a control signal, and even if the control signal is output, the rate of pressure increase in blood pressure measurement cuff 120 does not change immediately. In addition, if the control amount is increased in consideration of the response delay so that the actual pressure increase rate in the blood pressure measurement cuff 120 converges to the target pressure increase rate in a short period of time, the actual pressure increase rate fluctuates greatly and straddles the target value. Fluctuations occur in the pulse wave signal superimposed on the sensor detection signal obtained in the process of increasing the pressure of the cuff 120 for blood pressure measurement. As a result, it becomes difficult to obtain a correct pulse wave signal and accurately measure the blood pressure of the subject.
そこで、血圧測定用カフ120を昇圧させる過程において得られるセンサ検出信号に重畳している脈波信号の揺らぎの発生を抑制するために制御量を小さくすることが考えられる。しかしながら、この場合、血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するまでの時間が長くなり、被検者の血圧測定開始後の初期段階において目標昇圧速度で昇圧させることが困難となるという問題があった。特に、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が低い段階で血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束しないと、被検者の正しい脈波信号を十分に取得することができず、被検者の最低血圧をそもそも測定できなかったり、当該最低血圧を精度良く測定できなかったりする。 Therefore, it is conceivable to reduce the control amount in order to suppress the fluctuation of the pulse wave signal superimposed on the sensor detection signal obtained in the process of increasing the pressure of the blood pressure measurement cuff 120 . However, in this case, it takes a long time for the actual pressure increase rate in the blood pressure measurement cuff 120 to converge to the target pressure increase rate, and it is not possible to increase the pressure at the target pressure increase rate in the initial stage after the start of blood pressure measurement of the subject. There was a problem of difficulty. In particular, if the actual pressure increase rate in blood pressure measurement cuff 120 does not converge to the target pressure increase rate in a stage where the actual pressure in blood pressure measurement cuff 120 is low, it is difficult to sufficiently obtain a correct pulse wave signal of the subject. Therefore, the diastolic blood pressure of the subject cannot be measured in the first place, or the diastolic blood pressure cannot be measured with high accuracy.
そこで本実施の形態では、血圧測定装置100は、被検者の血圧測定開始後の初期段階で、被検者に巻回される血圧測定用カフ120を目標昇圧速度で昇圧させることが可能に構成されている。
Therefore, in the present embodiment, blood
具体的には、血圧測定装置100の制御部102は、フィルタ部108から出力された圧力信号に基づいて、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲に入る前に、血圧測定用カフ120内の昇圧速度を算出する。そして、制御部102は、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲に入る際に血圧測定用カフ120内の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように、算出された昇圧速度に応じた所定の制御量で昇圧部104の昇圧動作を制御する。
Specifically, based on the pressure signal output from
なお、血圧測定範囲とは、血圧測定装置100が有する血圧の測定性能等に基づいて定められ、血圧測定用カフ120が巻回された被検者の血圧を正しく測定できる範囲を意味する。また、目標昇圧速度とは、血圧測定装置100が有する血圧の測定性能等に基づいて定められ、血圧測定用カフ120が巻回された被検者の血圧を正しく測定できるように予め設定された昇圧速度(例えば、5~10mmHg/秒)である。
The blood pressure measurement range is determined based on the blood pressure measurement performance of the blood
次に、図3のフローチャートを参照して、血圧測定装置100の制御動作例(本発明の「制御方法」に対応)について説明する。ステップS100における処理は例えば、被検者の血圧測定部位に血圧測定用カフ120が巻回された状態において、血圧測定の開始を指示するための操作が操作部112に対して行われることによって実行される。
Next, an example of the control operation of the blood pressure measuring device 100 (corresponding to the "control method" of the present invention) will be described with reference to the flowchart of FIG. The process in step S100 is executed, for example, by performing an operation on the
まず、制御部102は、血圧測定用カフ120内の圧力を昇圧する昇圧動作を所定の動作量で開始するように昇圧部104を制御する(ステップS100)。本実施の形態では、制御部102は、Duty比として100%を示すDuty信号を給気部104Aに出力することによって、血圧測定用カフ120に対して最大給気量で給気を行わせる。また、制御部102は、Duty比として100%を示すDuty信号を排気部104Bに出力することによって、流量制御弁を完全に閉じて血圧測定用カフ120に対して排気を行わせない。血圧測定用カフ120内の圧力を昇圧する昇圧動作を所定の動作量で開始することによって、被検者の血圧測定部位に巻回されるカフのサイズ(容量)ひいてはカフの膨らみ易さの違いが、被検者の血圧測定開始後の初期段階における血圧測定用カフ120内の昇圧速度の違いとして表れる。なお、カフの膨らみ易さの違いが血圧測定用カフ120内の昇圧速度の違いとして明確に表れるのであれば、制御部102は、血圧測定用カフ120に対して必ずしも最大給気量で給気を行わせる必要はなく、Duty比として例えば60%を示すDuty信号を給気部104Aに出力しても良い。
First, the
次に、制御部102は、フィルタ部108から出力された圧力信号に基づいて、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲に入る前の所定圧力に達したか否かについて判定する(ステップS120)。判定の結果、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が所定圧力に達していない場合(ステップS120、NO)、処理はステップS120の前に戻る。なお、所定圧力は例えば、血圧測定範囲における下限値の半分の値に設定される。
Next, based on the pressure signal output from the
一方、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が所定圧力に達した場合(ステップS120、YES)、制御部102は、フィルタ部108から出力された圧力信号に基づいて、血圧測定用カフ120内の昇圧速度を初期昇圧速度として算出する(ステップS140)。
On the other hand, when the actual pressure in blood pressure measurement cuff 120 reaches the predetermined pressure (step S120, YES),
次に、制御部102は、初期昇圧速度が第1昇圧速度以上であるか否かについて判定する(ステップS160)。判定の結果、初期昇圧速度が第1昇圧速度以上である場合(ステップS160、YES)、制御部102は、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲に入る際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように、所定の第1制御量で昇圧部104の昇圧動作を制御する(ステップS180)。その後、処理はステップS240に遷移する。
Next, the
本実施の形態では、所定の第1制御量で昇圧部104の昇圧動作を制御するとは、給気部104Aの給気量を規定するDuty比を100%から60%に40%減少させるとともに、排気部104Bの排気量を規定するDuty比を100%から50%に50%減少させることを意味する。すなわち、制御部102は、Duty比として60%を示すDuty信号を給気部104Aに出力することによって、血圧測定用カフ120に対する給気量を減少させる。また、制御部102は、Duty比として50%を示すDuty信号を排気部104Bに出力することによって、流量制御弁を半分開けて血圧測定用カフ120に対して排気を行わせる。このように、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲に入る前に急な制御を行うことによって、血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度を目標昇圧速度に早く近づけることができる。なお、所定の第1制御量は、第1昇圧速度以上である初期昇圧速度の値をいろいろと変えて実験やシミュレーションを行い、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲に入る際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束されるように予め設定された制御量である。
In the present embodiment, controlling the boosting operation of the boosting
ステップS160の判定処理に戻って、初期昇圧速度が第1昇圧速度より小さい場合(ステップS160、NO)、制御部102は、初期昇圧速度が第2昇圧速度より大きいか否かについて判定する(ステップS200)。判定の結果、初期昇圧速度が第2昇圧速度より大きい場合(ステップS200、YES)、制御部102は、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲に入る際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように、所定の第2制御量で昇圧部104の昇圧動作を制御する(ステップS220)。その後、処理はステップS240に遷移する。なお、第1昇圧速度および第2昇圧速度は、本発明の「複数の所定昇圧速度」に対応する。
Returning to the determination process of step S160, if the initial pressure increase speed is smaller than the first pressure increase speed (step S160, NO), the
本実施の形態では、所定の第2制御量で昇圧部104の昇圧動作を制御するとは、給気部104Aの給気量を規定するDuty比を100%から90%に10%減少させるとともに、排気部104Bの排気量を規定するDuty比を100%のまま維持することを意味する。すなわち、制御部102は、Duty比として90%を示すDuty信号を給気部104Aに出力することによって、血圧測定用カフ120に対する給気量を減少させる。また、制御部102は、Duty比として100%を示すDuty信号を排気部104Bに引き続き出力することによって、流量制御弁を完全に閉じたまま血圧測定用カフ120に対して排気を行わせない。このように、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲に入る前に比較的急な制御を行うことによって、血圧測定用カフ120の実際の昇圧速度を目標昇圧速度に早く近づけることができる。なお、所定の第2制御量は、第1昇圧速度より小さく、第2昇圧速度より大きい初期昇圧速度の値をいろいろと変えて実験やシミュレーションを行い、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲に入る際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように予め設定された制御量である。
In the present embodiment, controlling the boosting operation of the boosting
ステップS200の判定処理に戻って、初期昇圧速度が第2昇圧速度以下である場合(ステップS200、NO)、制御部102は、所定の制御量で昇圧部104の昇圧動作を制御することを行わない。血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に比較的近いため、所定の動作量のまま昇圧部104を制御することによって、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲に入る際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束することが想定されるためである。以上のように、制御部102は、初期昇圧速度と第1昇圧速度、第2昇圧速度との比較の結果に基づいて、給気部104Aにおける給気の制御量と排気部104Bにおける排気の制御量との組合せを変更する。その後、処理はステップS240に遷移する。
Returning to the determination process of step S200, if the initial pressure increasing speed is equal to or lower than the second pressure increasing speed (step S200, NO),
ステップS240では、制御部102は、フィルタ部108から出力された圧力信号に基づいて、血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度と目標昇圧速度との偏差に応じて昇圧部104の昇圧動作を制御する。具体的には、制御部102は、血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度と目標昇圧速度との偏差がなくなるように給気部104Aの給気量および排気部104Bの排気量を制御する。このように、血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度と目標昇圧速度との偏差がなくなるように緩やかな制御を行うことによって、血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度の変化を極力抑えつつ、当該実際の昇圧速度を目標昇圧速度に収束させることができる。その結果、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲内で昇圧される間に、センサ検出信号に重畳している正しい脈波信号を取得して被検者の血圧を精度良く測定することができる。
In step S240, based on the pressure signal output from the
そして、制御部102は、フィルタ部108から出力された圧力信号および脈波信号に基づいて、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲内で昇圧される間に被検者の血圧を測定する。最後に、制御部102は、被検者の血圧測定処理が終了したか否かについて判定する(ステップS260)。
Based on the pressure signal and the pulse wave signal output from the
判定の結果、被検者の血圧測定処理が終了していない場合(ステップS260、NO)、処理はステップS240の前に戻る。一方、被検者の血圧測定処理が終了した場合(ステップS260、YES)、血圧測定装置100は図3における処理を終了する。
If the result of determination is that the blood pressure measurement process of the subject has not ended (step S260, NO), the process returns to before step S240. On the other hand, when the subject's blood pressure measurement process has ended (step S260, YES), blood
なお、図3に示す血圧測定装置100の制御動作では、算出された初期昇圧速度に応じて、昇圧部104の昇圧動作を制御するパターンが3パターンである例について説明したが、2パターン、または、4パターン以上であっても良い。要は、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲に入った際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように、算出された初期昇圧速度に応じて昇圧部104の昇圧動作が制御されれば良い。
In the control operation of the blood
また、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が所定圧力に達する前、血圧測定用カフ120内の圧力を昇圧する昇圧動作を所定の動作量で行うのではなく、ステップS240の処理のように、血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度と目標昇圧速度との偏差に応じて昇圧部104の昇圧動作を制御しても良い。
Further, before the actual pressure in blood pressure measurement cuff 120 reaches a predetermined pressure, the pressure in blood pressure measurement cuff 120 is not increased by a predetermined amount of operation, but as in the processing of step S240. Alternatively, the pressure increasing operation of the
図4は、図3に示す血圧測定装置100の制御動作が実行された場合、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が低い段階で昇圧される血圧測定用カフ120内の圧力の時系列変化を示す図である。図4において、実線LAは、被検者の血圧測定部位に巻回される血圧測定用カフ120のサイズが通常より小さく血圧測定用カフ120が通常より膨らみ易い場合における血圧測定用カフ120内の圧力の時系列変化を示す。点線LBは、被検者の血圧測定部位に巻回される血圧測定用カフ120のサイズが通常であり血圧測定用カフ120の膨らみ易さが通常である場合における血圧測定用カフ120内の圧力の時系列変化を示す。破線LCは、被検者の血圧測定部位に巻回される血圧測定用カフ120のサイズが通常より大きく血圧測定用カフ120が通常より膨らみにくい場合における血圧測定用カフ120内の圧力の時系列変化を示す。
FIG. 4 shows time-series changes in the pressure in blood pressure measurement cuff 120, which is increased when the actual pressure in blood pressure measurement cuff 120 is low when the control operation of blood
制御部102は、血圧測定用カフ120内の圧力を昇圧する昇圧動作を所定の動作量で開始するように昇圧部104を制御する。その後、制御部102は、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲(符号220で示され、圧力がP2以上である範囲)に入る前の所定圧力P1に達した場合、血圧測定用カフ120内の初期昇圧速度を算出する。
The
その後、制御部102は、初期昇圧速度が第1昇圧速度以上である場合(実線LAを参照)、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲220に入る際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように、所定の第1制御量で昇圧部104の昇圧動作を制御する。また、制御部102は、初期昇圧速度が第1昇圧速度より小さく、かつ、第2昇圧速度より大きい場合(点線LBを参照)、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲220に入る際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように、所定の第2制御量で昇圧部104の昇圧動作を制御する。また、制御部102は、初期昇圧速度が第2昇圧速度以下である場合(破線LCを参照)、所定の制御量で昇圧部104の昇圧動作を制御することを行わない。
After that, when the initial pressure increase rate is equal to or higher than the first pressure increase rate (see solid line LA),
その後、制御部102は、血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度と目標昇圧速度との偏差に応じて昇圧部104の昇圧動作を制御する。図4の実線LA、点線LBおよび破線LCに示すように、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲220に入る際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度にほぼ収束している。これにより、被検者の血圧測定部位に巻回される血圧測定用カフ120のサイズが特に通常より小さかったり大きかったりすることにより血圧測定用カフ120の膨らみ易さに違いが生じたとしても、被検者の血圧測定開始後の初期段階で、血圧測定用カフ120を目標昇圧速度で安定して昇圧させることができる。ひいては、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が低い段階で正しい脈波信号を十分に取得することができ、被検者の最低血圧を精度良く測定できる。
After that, the
図5は、図3に示す血圧測定装置100の制御動作が実行されない従来技術において、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が低い段階で昇圧される血圧測定用カフ120内の圧力の時系列変化を示す図である。図5において、実線LDは、被検者の血圧測定部位に巻回される血圧測定用カフ120のサイズが通常より小さく血圧測定用カフ120が通常より膨らみ易い場合における血圧測定用カフ120内の圧力の時系列変化を示す。点線LEは、被検者の血圧測定部位に巻回される血圧測定用カフ120のサイズが通常であり血圧測定用カフ120の膨らみ易さが通常である場合における血圧測定用カフ120内の圧力の時系列変化を示す。破線LFは、被検者の血圧測定部位に巻回される血圧測定用カフ120のサイズが通常より大きく血圧測定用カフ120が通常より膨らみにくい場合における血圧測定用カフ120内の圧力の時系列変化を示す。
FIG. 5 is a time series of the pressure in blood pressure measurement cuff 120 that is increased at a stage where the actual pressure in blood pressure measurement cuff 120 is low in the conventional technology in which the control operation of blood
図5に示す例では、被検者の血圧測定処理が行われる場合、制御部102は、血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度と目標昇圧速度との偏差に応じて昇圧部104の昇圧動作を制御するフィードバック制御を継続して行う。その結果、被検者の血圧測定部位に巻回される血圧測定用カフ120のサイズが通常であり血圧測定用カフ120の膨らみ易さが通常である場合、図5の点線LEに示すように、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲220に入る際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度にほぼ収束している。一方、被検者の血圧測定部位に巻回される血圧測定用カフ120のサイズが通常より小さく血圧測定用カフ120が通常より膨らみ易い場合、図5の実線LDに示すように、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲220に入る際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束しておらず、当該圧力がP2より大きいP3以上である場合に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度にほぼ収束している。
In the example shown in FIG. 5, when the subject's blood pressure measurement process is performed, the
つまり、図3に示す血圧測定装置100の制御動作が実行された場合と比べて、血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するまでの時間がP2からP3への圧力の変化分だけ長くなり、被検者の血圧測定開始後の初期段階において目標昇圧速度で昇圧させることが困難である。これは、一般的にフィードバック制御には制御信号に対する応答遅れが存在し、制御信号を出力しても血圧測定用カフ120内の昇圧速度が直ちに変化するわけではないこと、センサ検出信号に重畳している脈波信号の揺らぎの発生を抑制するために制御量を小さくしていることに起因する。特に、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が低い段階で血圧測定用カフ120の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束していないと正しい脈波信号を十分に取得することができず、被検者の最低血圧をそもそも測定できなかったり、当該最低血圧を精度良く測定できなかったりするという問題が生じてしまう。
That is, compared to the case where the control operation of blood
また、図5の破線LFに示すように、血圧測定用カフ120のサイズが通常より大きく血圧測定用カフ120が通常より膨らみにくい場合、フィードバック制御を行っても、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲220に達するまでの時間が実線LD、点線LEと比べてかなり長くなっている。この場合、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲220に入る際に仮に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束したとしても、被検者の血圧測定時間がとても長くなってしまうという問題が生じる。
5, when the size of the blood pressure measurement cuff 120 is larger than usual and the blood pressure measurement cuff 120 is more difficult to inflate than usual, even if the feedback control is performed, the actual inside of the blood pressure measurement cuff 120 is is considerably longer than the solid line LD and the dotted line LE until the pressure reaches the blood
以上詳しく説明したように、本実施の形態の血圧測定装置100は、被検者に巻回された血圧測定用カフ120内の圧力を昇圧する昇圧動作を行う昇圧部104と、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲220に入る前、血圧測定用カフ120内の昇圧速度(初期昇圧速度)を算出する算出部(制御部102)と、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲220に入る際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように、算出された初期昇圧速度に応じた所定の制御量で昇圧動作を制御する制御部102とを備える。
As described above in detail, the blood
このように構成した本実施の形態によれば、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲220に入る前の段階で算出された初期昇圧速度に応じて、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が血圧測定範囲220に入る際に血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように、所定の制御量で昇圧動作が制御される。そのため、血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度と目標昇圧速度との偏差に応じて昇圧部104の昇圧動作を制御するフィードバック制御を行う場合と比べて、より早く血圧測定用カフ120内の実際の昇圧速度を目標昇圧速度に近づけて収束させることができる。よって、被検者の血圧測定開始後の初期段階で、被検者に巻回される血圧測定用カフ120を目標昇圧速度で昇圧させることができる。ひいては、血圧測定用カフ120内の実際の圧力が低い段階で被検者の正しい脈波信号を十分に取得することができ、被検者の最低血圧を精度良く測定することができる。
According to the present embodiment configured in this manner, the pressure in blood pressure measurement cuff 120 is increased according to the initial pressure increase rate calculated before the actual pressure in blood pressure measurement cuff 120 enters blood
なお、上記実施の形態において、血圧測定装置100は、昇圧測定方式に加えて降圧測定方式も使用し、被検者の血圧を測定するために使用されても良い。
In the above-described embodiment, the blood
また、上記実施の形態において、血圧測定装置100は、生体情報を測定するための生体情報モニタ(具体的には、ベッドサイドモニタ、テレメータ等)、ホルター血圧計または血圧脈波装置等に組み込まれて使用されても良い。
In the above embodiment, the blood
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 In addition, each of the above-described embodiments is merely an example of specific implementation of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed to be limited by these. Thus, the invention may be embodied in various forms without departing from its spirit or essential characteristics.
100 血圧測定装置
102 制御部
104 昇圧部
104A 給気部
104B 排気部
106 圧力検出部
108 フィルタ部
110 記憶部
112 操作部
114 表示部
120 血圧測定用カフ
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
前記カフ内の圧力を昇圧する昇圧動作を行う昇圧部と、
前記カフ内の圧力が前記血圧測定範囲に入る前、前記カフ内の昇圧速度を算出する算出部と、
前記カフ内の実際の圧力が前記血圧測定範囲に入る際に前記カフ内の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように、算出された前記昇圧速度に応じた所定の制御量で前記昇圧動作を制御する制御部と、
を備える血圧測定装置。 A blood pressure measurement device that measures the blood pressure of the subject while the pressure in the cuff wrapped around the subject is increased within a blood pressure measurement range,
a boosting unit that performs a boosting operation to boost the pressure in the cuff;
a calculation unit that calculates a pressure increase rate in the cuff before the pressure in the cuff enters the blood pressure measurement range;
The pressure increase operation is performed by a predetermined control amount according to the calculated pressure increase rate so that the pressure increase rate in the cuff converges to the target pressure increase rate when the actual pressure in the cuff enters the blood pressure measurement range. a control unit that controls
Blood pressure measuring device.
請求項1に記載の血圧測定装置。 The predetermined control amount is a control amount according to a comparison between the calculated pressure increase speed and a plurality of predetermined pressure increase speeds.
The blood pressure measuring device according to claim 1.
請求項1または2に記載の血圧測定装置。 After controlling the boosting operation with the predetermined control amount, the control unit controls the boosting operation according to the deviation between the actual boosting speed in the cuff and the target boosting speed.
The blood pressure measuring device according to claim 1 or 2.
前記カフに対して給気を行う給気部と、
前記カフに対して排気を行う排気部と、
を有し、前記比較の結果に基づいて前記給気の制御量と前記排気の制御量との組合せを変更する、
請求項2に記載の血圧測定装置。 The boosting unit is
an air supply unit that supplies air to the cuff;
an exhaust unit that exhausts air to the cuff;
and changing the combination of the air supply control amount and the exhaust control amount based on the result of the comparison;
The blood pressure measuring device according to claim 2.
前記カフ内の圧力が前記血圧測定範囲に入る前、前記カフ内の昇圧速度を算出し、
前記カフ内の圧力が前記血圧測定範囲に入る際に前記カフ内の昇圧速度が目標昇圧速度に収束するように、算出された前記昇圧速度に応じた所定の制御量で前記昇圧動作を制御する、
制御方法。 A control method in a blood pressure measuring device for measuring the blood pressure of a subject while the pressure in a cuff wrapped around the subject is increased within a blood pressure measurement range,
before the pressure in the cuff enters the blood pressure measurement range, calculating the pressure increase rate in the cuff;
The pressure increase operation is controlled by a predetermined control amount according to the calculated pressure increase rate so that the pressure increase rate in the cuff converges to a target pressure increase rate when the pressure in the cuff enters the blood pressure measurement range. ,
control method.
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