JP3687546B2

JP3687546B2 - 血圧計

Info

Publication number: JP3687546B2
Application number: JP2001028734A
Authority: JP
Inventors: 学浜元; 伸夫岩井; 修杤久保
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2021-02-05
Also published as: JP2002224062A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は血圧計、殊に腕帯の嚢部内の圧力変化から脈波を抽出して血圧測定を行う血圧計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オシロメトリック法で血圧の測定を行う血圧計は、一般に図２１に示すように、嚢部１０を内包する腕帯１と、上記嚢部１０に空気を送り込むことで腕帯１が巻かれた測定部位を圧迫するポンプ２と、嚢部１０内の空気を徐々に排気するための徐々排気弁３と、測定終了時や測定を行っていない時に嚢部１０内を大気圧に開放するための急速排気弁４、嚢部１０の内圧を測定するための圧力センサ５、圧力センサ５の出力信号をＡ／Ｄ変換回路６０を介して受け取って血圧値を演算するとともに上記急速排気弁４や徐々排気弁３やポンプ２の動作制御を行う制御回路ＭＰＵ、そして血圧値の表示などのための表示器６１、電源回路６２、報知用のブザー６３等で構成されている。
【０００３】
図２２は上記腕帯１の断面を示しており、内包されている嚢部１０は接続プラグ１９を通じて、圧力センサ５や排気弁３，４、ポンプ２等に接続されている。
【０００４】
血圧測定にあたっては、腕帯１を測定部、たとえば腕や手首などに巻き付け、ポンプ２で嚢部１０に空気を送り込むことにより、腕帯１で測定部を圧迫し、次いで嚢部１０の空気を徐々に抜いて降圧していく。この時、圧力センサ５によって検出される図２３に示すような嚢部１０の内圧の変化から、脈波（図２４参照）を抽出するとともにこの脈波成分の変化において血流が発生する前後に相当する圧力で特徴的な変化をしめすポイントをセンシングして血圧を判定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の血圧計における腕帯１では、加圧空気によって測定部を圧迫するための嚢部１０が圧力センサ５にも接続されていることから、加圧のためのポンプ２によるノイズが重畳したり、排気時のノイズが重畳したり、さらには人体の血流発生前後における中枢側からの拍動に伴う衝撃振動などがノイズとして重畳し、これらが血圧測定値に誤差を生じさせている。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところはノイズの影響を極力排した状態での精度の良い血圧測定を行うことができる血圧計を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、測定部に装着される腕帯に測定部の圧迫用の嚢部を備えるとともに嚢部内の圧力変化から生体の振動情報を取り出して血圧を測定する血圧計において、測定部の圧迫用の嚢部に対して独立した第２の嚢部を腕帯に設けて、閉じられた空間を備える第２の嚢部に圧力センサを接続するとともに、圧力センサの基準位置における初期オフセット値をもとに血圧値の補正を行う補正手段を備えていることに特徴を有するものである。センシング用の嚢部を圧迫用の嚢部から分離独立させてセンシング用の嚢部の内圧が加減圧される圧迫用の嚢部内の不要振動の影響を受けにくくしたものであり、また圧力センサの高さによる測定値のばらつきを基準位置における初期オフセット値によって補正することができるようにしたものである。
【００１３】
測定前のオフセット値と測定後のオフセット値とから血圧値の補正を行う補正手段を備えていてもよく、ここにおける補正手段には、初期オフセット値と測定後のオフセット値との差分を補正値として、測定時に算出した仮血圧値から上記補正値を減算することで補正を行うものが好適である。初期オフセット値を定期的に算出校正する機能を備えたものとするのも好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図１に示すように、この血圧計は上記従来例に記載したものに比して、腕帯１内に２つの嚢部１１，１２を設けたもので、互いに独立している２つの嚢部１１，１２のうち、内部空間が完全に閉じられたものとなっているとともに容積の小さい嚢部１１に圧力センサ５を接続し、容積の大きい嚢部１２にポンプ２や排気弁３，４を接続している。嚢部１２は排気弁３，４を介して大気に開放することができるものとなっている。
【００２１】
図中１３は上記嚢部１１の内部空間を圧力センサ５に接続しているチューブ、１４は嚢部１２の内部空間をポンプ２や排気弁３，４に接続しているチューブである。センサ５やポンプ２等を内蔵するとともに表示器６１などを備えた本体と腕帯１とをフレキシブルなチューブ１３，１４を介して接続しているのは、測定毎に位置を冗長的に変更可能として、設置する位置を自由に変更できるようにしているためであるが、腕帯１上に本体を設けたものであってもよい。また、ここでは圧力センサ５の出力を前記従来例と同様にＡ／Ｄ変換回路６０を介して制御回路ＭＰＵに接続しているが、このＡ／Ｄ変換回路６０が無いか、制御回路ＭＰＵ内にワンチップ化しているものであってもよい。
【００２２】
図２に上記腕帯１内における嚢部１１，１２の配置の一例を示す。細長で腕や手首等の測定部に巻き付けることができるようにされた腕帯１の一端側に、腕帯１の長手方向に長い嚢部１１，１２を腕帯１の短手方向に並べて配置して、両嚢部１１，１２が腕帯１の厚み方向に重ならないようにすることで、嚢部１２内の圧力の微変動が嚢部１１内の圧力に影響を及ぼすおそれを少なくしている。
【００２３】
また、圧力センサ５と嚢部１１及びチューブ１３内には、非圧縮性の粘性の低い媒体、例えば水、低粘性ジェル、潤滑油等を充填しておいてもよい。圧力センサ５への圧力の伝達を良くすることができる。
【００２４】
嚢部１２内の圧力のポンプ２に起因する微変動を抑制するには、図３に示すように、ポンプ２と嚢部１２との間の空気通路に防振手段１５を配置するとよい。この防振手段１５としては、抵抗性を示すもの、たとえば図４に示すように、チューブ１４の途中に設けた小断面積の管１５ａを用いたり、あるいは容量性を示すダンパー状のもの、例えば図５に示すように、チューブ１４より容量の大きいタンク１５ｂを用いることができる。
【００２５】
図６に他例を示す。ここでは制御回路ＭＰＵ（マイクロコンピュータ）内にデジタル信号処理部を設けて、このデジタル信号処理部における数値計算上にて圧力センサ５出力のＡＣ，ＤＣ成分を分離するようにしている。この場合、図７に示すように、Ａ／Ｄ変換回路６０前にデジタル信号処理では除去できない信号成分を除去するアナログフィルタ６４を入れるようにしてもよい。このアナログフィルタ６４としては、透過する周波数帯域を３０Ｈｚ未満とするもの、好ましくは０．５〜２０Ｈｚの帯域を通過させる帯域通過型のものが好適である。信号成分に含まれる中で必要な情報は脈波の周波数成分までであり、それ以上の周波数成分は不要なためである。なお、アナログフィルタ６４はデジタル信号処理の後段に入れてもよい。
【００２６】
図８に別の例を示す。これは身体の中枢側（躯体側）からの不要な振動が嚢部１１内の圧力変化に影響を及ぼすことを避けるために、腕帯１の縁における測定部に装着した際に身体の中枢側となる側に、振動吸収のための緩衝材７を設けて、腕帯１を測定部（図示例では手首）に装着した時、測定部に接触する緩衝材７が身体の中枢側から測定部へと伝えられる振動、たとえば動脈の上流から受ける衝撃波に伴う振動を吸収してしまうようにしたものである。この緩衝材７としては、特定の周波数成分（脈波拍動に伴って生じる振動、たとえば０．２Ｈｚ以上）を吸収減衰できるものであれば、どのようなものであってもよい。なお、緩衝材７は嚢部１１よりも中枢側となるところにあればよく、測定部に腕帯１を巻き付けた時に中枢側に嚢部１２，末端側に嚢部１１が位置するものであれば、嚢部１２と嚢部１１との間に緩衝材７を配してもよく、さらには嚢部１２の内周側に緩衝材７を配してもよい。さらには腕帯１から独立したものであってもよい。
【００２７】
図９にさらに別の例を示す。これは腕帯１内における嚢部１２の一端の内周に位置するところに嚢部１１を配置したものを示している。このような嚢部１１は嚢部１２の内面側にシートの周縁を溶着することで簡便に形成することができる。そして、身体の中枢側からの不要振動の吸収のために、ここでは嚢部１１の中にオイル、粘性のあるジェルなどの振動吸収性材を封入している。
【００２８】
図１０に示したものは、嚢部１１にフレキシブルなチューブ１３で接続された圧力センサ５を本体から離すことができるようにして、チューブ１３の長さの範囲内で圧力センサ５の位置を自由に変えることができるようにしたものを示している。圧力センサ５の位置（測定部に対する高さ）によって測定値にばらつきが出るが、測定部とほぼ同じ高さに、あるいは心臓位置と同じ高さに圧力センサ５を位置させることができる。
【００２９】
圧力センサ５の高さによるばらつきの吸収という点では、図１１に示すように、圧力センサ５を基準位置に置いた状態での圧力センサ５の出力値をオフセット値Ｘ１として記憶しておき、測定に際して該オフセット値Ｘ１を元に圧力センサ５の出力値を補正するようにしてもよい。オフセット値としては、図１２に示すように、測定前のオフセット値Ａ１に加えて、測定後のオフセット値Ａ２も測定するようにしておけば、測定中に圧力センサ５が動いたかどうかを検出できるものとなる。
【００３０】
図１３はオフセット値による補正の一例を示しており、基準位置でのオフセット値Ｘ１と測定後のオフセット値Ｘ２とに対して、補正値Ｘ３をＸ３＝Ｘ２−Ｘ１で導き、測定時に計算した仮血圧値と補正値Ｘ３とから血圧値＝仮血圧値−Ｘ３で算出する。基準位置と血圧測定時のセンサ位置との関係による例えば重力による圧力の変化分に対して補正を行うことができるわけであり、精度よく血圧を測定することができる。
【００３１】
また、図１４に示すように、一定時間が経過すればこれを報知することができるようにしておくとともに、報知があれば基準位置に圧力センサ５を位置させて初期オフセット値Ｘ１を求めることにより、オフセット値を定期的に校正することができるものとなる。
【００３２】
ところで、腕帯１内に嚢部１１を配したもののほか、粘着テープや面状ファスナー等を利用して腕帯１の内周側の任意位置に嚢部１１を位置させることができるようにしたものであってもよい。このように嚢部１１の位置を変えることができるようにしておけば、図１５に示すように、腕の長手方向における位置変更を行うことにより、測定部位が手首位置である場合など、手首の腱などの圧迫に際しての阻害要因を回避することができるものとなり、また、手首にある２つの動脈のうち、図１６(a)に示すように、とう骨動脈Ａ１上に嚢部１１を位置させたり、図１６(b)に示すように、尺骨動脈上Ａ２上に嚢部１１を位置させたりすることができ、圧迫の効率化及び動脈信号だけをセンシングするのに有利となる。
【００３３】
嚢部１１が上記とう骨動脈上と尺骨動脈の両方の上に位置するものである場合（もしくは両動脈に跨っていないにもかかわらず、両動脈情報を嚢部１１を介して圧力センサ５が共に検出してしまう場合）には、図１７に示すように、動脈情報（脈波など）を周波数分析して位相分離することで、異なる経路から伝わる情報を遮断して血圧判定を行うとよい。精度の良い血圧測定を行うことができる。
【００３４】
異なる経路の動脈情報の分離という点においては、図１８に示すように、嚢部１１におけるとう骨動脈上に位置する部分１１ｂと尺骨動脈の上に位置する部分１１ｂとに分けて、夫々の嚢部１１ａ，１１ｂにチューブ１３ａ，１３ｂを介して個別に圧力センサ５を設けるようにしてもよい。この場合、２つの嚢部１１ａ，１１ｂの間に位置する部分１１ｃには、緩衝材を充填した隔壁を設けたり、剛性を持った遮蔽板を設けておくのが好ましい。
【００３５】
また、嚢部１１は図１９(a)に示すように、動脈に沿って細長く伸びたものとしておくと、動脈情報を効果的にセンシングすることができるが、身体の中枢部からの動脈衝撃波の影響を避けるという点においては、図１９(b)に示すように、測定部（手首）の周方向に細長い形状のものが好ましく、特に嚢部１２が嚢部１１の周囲を囲んでいるものが好ましい。
【００３６】
このほか、図２０に示すように、腕帯１を測定部に巻き付けていない状態での嚢部１１の圧力のオフセット値Ｘ１を求めて記憶させておき、次いで測定に際して測定部に巻き付けて電源を入れた状態で嚢部１１のオフセット値Ｘ２を求めて、予め記憶されているオフセット値Ｘ１と比較し、この値が一定以上、或いは一定以下であるかどうかの判断を行うと、腕帯１の測定部への巻き付けの締めすぎやゆるすぎの状態を判断することができ、これによって巻き付け力のばらつきによる血圧判定への影響を軽減することができる。この他、すべての状態において測定に入るようにしておき、上記巻き付け力を血圧判定値から補正することも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明においては、腕帯における嚢部を信号をセンシングするための嚢部と圧迫するための嚢部とに分離するとともに、センシングのための嚢部内を閉じた空間としているために、センシングする信号を精確に且つ安定に取り出すことができる。
【００３８】
しかも圧力センサの基準位置における初期オフセット値をもとに血圧値の補正を行う補正手段を備えていることから、また圧力センサの高さによる測定値のばらつきを基準位置における初期オフセット値によって補正することができるものであり、圧力センサの位置を自由に設定できるとともに、測定時における圧力センサの位置によるばらつきを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例のブロック図である。
【図２】同上の腕帯の展開状態の水平断面図である。
【図３】同上の他例のブロック図である。
【図４】同上の更に他例の腕帯の展開状態の水平断面図である。
【図５】同上の別の例の腕帯の展開状態のの水平断面図である。
【図６】他の例のブロック図である。
【図７】さらに他の例のブロック図である。
【図８】別の例の正面図である。
【図９】さらに別の例を示すもので、(a)は斜視図、(b)は水平断面図、(c)は縦断面図である。
【図１０】他の例の説明図である。
【図１１】さらに他の例のフローチャートである。
【図１２】別の例のフローチャートである。
【図１３】さらに別の例のフローチャートである。
【図１４】異なる例のフローチャートである。
【図１５】他の例の説明図である。
【図１６】 (a)(b)はさらに他例の説明図である。
【図１７】別の例のフローチャートである。
【図１８】さらに別の例の説明図である。
【図１９】 (a)(b)は異なる例の説明図である。
【図２０】さらに異なる例のフローチャートである。
【図２１】従来例のブロック図である。
【図２２】同上の腕帯の断面図である。
【図２３】同上の圧力センサの出力のタイムチャートである。
【図２４】同上の脈波のタイムチャートである。
【符号の説明】
１腕帯
２ポンプ
３徐々排気弁
４急速排気弁
５圧力センサ
１１嚢部
１２嚢部

Claims

測定部に装着される腕帯に測定部の圧迫用の嚢部を備えるとともに嚢部内の圧力変化から生体の振動情報を取り出して血圧を測定する血圧計において、測定部の圧迫用の嚢部に対して独立した第２の嚢部を腕帯に設けて、閉じられた空間を備える該第２の嚢部に圧力センサを接続しているとともに、圧力センサの基準位置における初期オフセット値をもとに血圧値の補正を行う補正手段を備えていることを特徴とする血圧計。
測定前のオフセット値と測定後のオフセット値とから血圧値の補正を行う補正手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の血圧計。
補正手段は、初期オフセット値と測定後のオフセット値との差分を補正値として、測定時に算出した仮血圧値から上記補正値を減算することで補正を行うものであることを特徴とする請求項２記載の血圧計。
初期オフセット値を定期的に算出校正する機能を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の血圧計。