JP3564942B2 - 血圧測定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は血圧測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
血圧は体の健康状態を表す重要な指標の一つであり、それをモニタする自動血圧測定装置は医療現場だけでなく、一般の家庭にも広く普及している。これまでの自動血圧測定装置での血圧測定は、カフを所定の圧力まで加圧し、その後の微速減圧過程で血管情報を経て血圧を決定するものであり、1回の測定に約1分程度かかり、被測定者はその間、動くことができないことや、血圧の変動を知るためには日に何度も血圧測定をしなければならないことから、なるべく測定に時間のかからない血圧測定装置が求められている。
【0003】
この要望に応えるため、近年、カフを例えば上腕に装着し、加圧過程でカフ圧と脈波信号等の血管情報を検出して、加圧中に血圧値を測定することにより測定時間を短縮した血圧測定装置が開発され、市販もされるに至っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の血圧測定装置では、測定時に低圧側から高圧側まで一定速度で加圧しており、測定時間を短縮するためには、さらに加圧速度を上げる必要がある。しかし、加圧速度を上げすぎると、脈拍の遅い人の、特に最低血圧の血圧測定精度が悪くなるという問題がある。
【0005】
この発明は上記問題点に着目してなされたものであって、血圧測定精度を損なうことなく、測定時間を短縮し得る血圧測定装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係る血圧測定装置は、血管を圧迫するためのカフと、このカフを加圧する加圧手段と、前記カフの内部圧力を検出するカフ圧検出手段と、加圧過程で血管情報を検出する血管情報検出手段と、前記加圧過程で得られる血管情報とカフ圧から血圧値を決定する血圧決定手段とを備える血圧測定装置において、前記カフの加圧速度を加圧に応じ変化させる加圧速度変化手段を備え、この加圧速度変化手段は、現在カフ圧、脈拍の速さ、ある時点からの経過時間の一つかあるいは複数の組合せで規定される関数で速度目標値を算出するものであることを特徴とする。
また、請求項2に係る血圧測定装置は、血管を圧迫するためのカフと、このカフを加圧する加圧手段と、前記カフの内部圧力を検出するカフ圧検出手段と、加圧過程で血管情報を検出する血管情報検出手段と、前記加圧過程で得られる血管情報とカフ圧から血圧値を決定する血圧決定手段とを備えるものにおいて、前記カフの加圧速度を加圧に応じ変化させる加圧速度変化手段を備え、この加圧速度変化手段は、現在カフ圧、ある時点からの経過時間の一方または両方を用いて、少なくとも加圧過程の所定の区間において徐々に加圧速度を速くしてゆくものであることを特徴とする。
また、請求項3に係る血圧測定装置は、血管を圧迫するためのカフと、このカフを加圧する加圧手段と、前記カフの内部圧力を検出するカフ圧検出手段と、加圧過程で血管情報を検出する血管情報検出手段と、前記加圧過程で得られる血管情報とカフ圧から血圧値を決定する血圧決定手段とを備えるものにおいて、前記カフの加圧速度を加圧に応じ変化させる加圧速度変化手段を備え、この加圧速度変化手段は、加圧開始から所定の加圧段階までは、遅い加圧速度から徐々に速い加圧速度にしてゆき、前記所定の加圧段階から前記所定の加圧段階前の加圧速度以上で定速加圧とすることを特徴とする。
【0007】
この血圧測定装置では、加圧を開始し、低圧側から高圧側まで、加圧過程で加圧速度を変化させる。低圧側でゆっくりとした加圧速度とし、脈拍数の少ない人でも測定に十分な脈波データを得ることができ、高圧側に至ると加圧速度を速くし、トータルの測定時間を短くする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態により、この発明をさらに詳細に説明する。図1は、この実施形態血圧測定装置の構成を示すブロック図である。この実施形態血圧測定装置は、血圧測定装置本体1と、被測定者の腕に巻付けるカフ2から構成されている。
【0009】
血圧測定装置本体1は、ハードウェアの制御や血圧値の計算を行う演算部3と、カフ2を加圧するためのカフポンプ部4と、カフ圧検知部5と、表示部6と、排気部11とによって構成されている。また、演算部3は機能的に血圧算出部8、ポンプ制御量算出部9、目標加圧速度算出部10及び排気制御部12を備えている。ポンプ制御量算出部9と、目標加圧速度算出部7でポンプ制御部10を構成している。この演算部3にはCPUが使用される。加圧ポンプ部4にはモータ式のポンプが、カフ圧検知部5にはセンサが使用されている。
【0010】
この実施形態血圧測定装置は、血圧測定時に、カフ2を被測定者の上腕に巻付け、安静にして測定を開始する。測定が開始されると、演算部3ではポンプ制御部7が加圧ポンプ部4を駆動してカフ2の内部空気圧(カフ圧)の加圧制御を行う。
演算部3において、目標加圧速度算出部10ではその時のカフ圧Pに応じた最適な加圧速度を、次記(1)式により算出する。
【0011】
【数1】
【0012】
この(1)式における圧力と加圧速度の関係を図2に、また時間とカフ圧の関係を図3に示している。これら図2、図3から分かるように、カフ圧が低い時、つまり加圧の初期にはゆっくりと加圧し、カフ圧が上がるにしたがって徐々に加圧速度を速めて行くようになっている。そして、カフ圧が80mmHgを越えると加圧速度を一定としている。
【0013】
また,ポンプ制御量算出部9では、実際にその加圧速度になるように、PID制御によりポンプの制御量を調整する。
血圧算出部8では、カフ圧検知部5より得られた信号から、血圧値と脈拍数の計算をする。
血圧値と脈拍数の計算が終了すると、排気制御部12は排気部11を介してカフ内部の空気を排気する。また、それと同時に表示部6は算出した血圧値と脈拍数を表示する。
【0014】
(1)式で求める加圧速度は、カフ圧が80mmHg未満では、二次曲線のカーブで徐々に増加することとなり、カフ圧80mmHg以上で15mmHg/s固定となる。これは、臨床データを検討し、決定したものである。
図4の(a)、(b)、(c)のグラフは、通常の生活をしている人、約290人から収集したデータを示し、図4の(a)は最高血圧の分布、図4の(b)は脈圧の分布、図4の(c)は脈拍数の分布である。図4の(a)のグラフ1で示すように、ほとんどの人が最高血圧は100mmHg以上である。また、図4の(b)のグラフ2に示すように、脈圧(最高血圧−最低血圧)はほぼ30mmHg以上である。さらに脈拍については、図4の(c)にのグラフ3に示すように、ほぼ全員が60拍/分以上である。
【0015】
上記のデータから、カフ圧が最低血圧から最高血圧に達する間に、血圧算出に必要な脈拍数2.6拍として計算すると、
【0016】
【数2】
【0017】
となり、約15mmHgで加圧すれば、ほとんどの人の血圧測定が可能となる。しかし、極度の低血圧の人まで測定できるようにするため、(1)式に示すように徐々に加圧速度を上昇させる。この例では、加圧速度を二次曲線で算出する区間は、通常の最高血圧最低値(100mmHg)から、脈圧の最低値を20mmHgとして引き、80mmHgとする。
【0018】
図5は、この発明の他の実施形態血圧測定装置の構成を示すブロック図である。この実施形態血圧測定装置も血圧測定装置本体1と被測定者の腕に巻付けるカフ2から構成されている。血圧測定装置本体1は、加圧ポンプ4、圧力検出手段5、脈波抽出手段13、加圧速度決定手段14、ポンプ電圧調整手段15、血圧決定手段16及び表示手段17を備えている。ここで脈波抽出手段13、加圧速度決定手段14及び血圧決定手段16等は、CPUの処理機能によって実現される。
【0019】
この実施形態血圧測定装置において、人体に装着したカフ2の圧力は、圧力センサなどで構成される圧力検出手段5により検出する。脈波抽出手段13は、加圧ポンプ4などから発生するノイズ成分及び加圧速度の変化で発生するゆっくりとした圧力変動を除去して、カフ圧に重畳している脈波を検出する。また検出した脈波の間隔を計測し、脈拍数を算出する加圧速度決定手段14で、脈拍数に応じた最適な加圧速度を算出する。ポンプ電圧調整手段15は、加圧速度決定手段14で決定された加圧速度に応じた電圧を加圧ポンプ4に与える。
【0020】
ここで、脈拍数による加圧速度の最適化方法を説明する。脈拍数がHr〔拍/分〕の場合、ある圧力区間Pwで血圧測定に必要な脈拍数Pnを検出しようとすると、必要な加圧速度Vtは(3)式で求められる。
【0021】
【数3】
【0022】
例えば、脈圧が50mmHgで脈拍が70拍/分の場合の最適加圧速度は、精度を確保するために必要な脈拍数を7個とすると、
【0023】
【数4】
【0024】
と計算する。
圧力区間Pwの値は、被測定者の脈圧であることが望ましいが、これを推定するのは難しいので、図4の(b)、グラフ2に示した脈圧の分布で、頻度の多い50mmHg程度の値を使うことでも十分効果を期待できる。
必要脈拍数Pnは、脈波包絡線の粗さを決めており、要求される測定精度に基づき可変することが可能である。
【0025】
図1の実施形態血圧測定装置の加圧速度決定式(1)に(4)式を導入して、(5)式のようにすることで脈拍数に応じた加圧速度を決定することができ、より最適な加圧時間で血圧を測定することができる。
【0026】
【数5】
【0027】
次に、この加圧速度決定手段の詳細を図6のフロー図を参照して説明する。この加圧速度決定ルーチンに入ると、先ず、脈波間隔カウンタWcntを1インクリメントし(ST1)、脈波が検出されたか否かを判定する(ST2)。脈波検出でない場合はそのままリターンする。ST2で脈波検出の場合は、変数iを1インクリメントして(ST3)、脈波間隔カウンタWcntのカウント値をWp(i)として保存し(ST4)、脈波間隔カウンタWcntをクリアする(ST5)。次に脈波から2拍以上であるか否か判定し(ST6)、そうでない場合はリターンし、2拍以上である場合は、Wp(i)−Wp(i−1)で脈波間隔Wt(i)を計測する(ST7)。続いてカフ圧が80mmHg以上か否かを判定し(ST8)、80mmHgに達していない場合には、Vp←15×{P+100/180}2 を計算して、目標速度Vpを求め(ST9)、80mmHg以上の場合には、Vp←15mmHg/sを目標速度とし(ST10)、脈波周期Tw=W+(i)×0.01(秒)を算出する(ST11)。そして、Vp←Vp×{50/(7+T)}の計算により、脈拍による目標速度補正を行う(ST12)。つまり、脈波周期Tが大きい程、加圧速度Vpを遅くする。
【0028】
目標とする加圧速度を得ると、ポンプ電圧調整手段15によりポンプ回転数を調整することで、目標速度で加圧する。
血圧決定手段16では、オシロメトリック法で血圧を決定し、表示手段17で測定結果の表示する。
なお、上記実施形態の説明では、加圧速度を決定するのに、カフ圧及び脈波周期を用いたが、図2、図3でも分かるように、加圧を開始してから時間の経過と共にカフ圧が上昇するので、加圧を開始してからの時間を計数し、その時間経過に応じて、加圧速度を変化するようにしてもよい。また、カフ圧、脈波周期、時間経過を総合勘案して加圧速度を決定してもよい。
【0029】
【発明の効果】
この発明によれば、カフの加圧速度を加圧に応じ変化させる加圧速度変化手段を備えているので、カフ圧の低い初期の加圧時には加圧速度を遅くして、生体データを確保して測定精度を上げ、カフ圧の高い状態では加圧速度を速くでき、全体としての測定時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態血圧測定装置の構成を示すブロック図である。
【図2】同実施形態血圧測定装置における加圧時のカフ圧と加圧速度の関係を示す図である。
【図3】同実施形態血圧測定装置における加圧時の時間とカフ圧との関係を示す図である。
【図4】最高血圧、脈圧の分布、脈拍の臨床データを示す図である。
【図5】この発明の他の実施形態血圧測定装置の構成を示すブロック図である。
【図6】同実施形態血圧測定装置における加圧速度決定処理を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
2 カフ
4 加圧ポンプ
5 圧力検出手段
13 脈波抽出手段
14 加圧速度決定手段
15 ポンプ電圧調整手段
16 血圧決定手段
Claims (3)
- 血管を圧迫するためのカフと、このカフを加圧する加圧手段と、前記カフの内部圧力を検出するカフ圧検出手段と、加圧過程で血管情報を検出する血管情報検出手段と、前記加圧過程で得られる血管情報とカフ圧から血圧値を決定する血圧決定手段とを備える血圧測定装置において、
前記カフの加圧速度を加圧に応じ変化させる加圧速度変化手段を備え、この加圧速度変化手段は、現在カフ圧、脈拍の速さ、ある時点からの経過時間の一つかあるいは複数の組合せで規定される関数で速度目標値を算出するものであることを特徴とする血圧測定装置。 - 血管を圧迫するためのカフと、このカフを加圧する加圧手段と、前記カフの内部圧力を検出するカフ圧検出手段と、加圧過程で血管情報を検出する血管情報検出手段と、前記加圧過程で得られる血管情報とカフ圧から血圧値を決定する血圧決定手段とを備える血圧測定装置において、
前記カフの加圧速度を加圧に応じ変化させる加圧速度変化手段を備え、この加圧速度変化手段は、現在カフ圧、ある時点からの経過時間の一方または両方を用いて、少なくとも加圧過程の所定の区間において徐々に加圧速度を速くしてゆくものであることを特徴とする血圧測定装置。 - 血管を圧迫するためのカフと、このカフを加圧する加圧手段と、前記カフの内部圧力を検出するカフ圧検出手段と、加圧過程で血管情報を検出する血管情報検出手段と、前記加圧過程で得られる血管情報とカフ圧から血圧値を決定する血圧決定手段とを備える血圧測定装置において、
前記カフの加圧速度を加圧に応じ変化させる加圧速度変化手段を備え、この加圧速度変化手段は、加圧開始から所定の加圧段階までは、遅い加圧速度から徐々に速い加圧速度にしてゆき、前記所定の加圧段階から前記所定の加圧段階前の加圧速度以上で定速加圧とするものであることを特徴とする血圧測定装置。
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