JP3925858B2 - 非観血式血圧計 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非観血式血圧計に係り、特に、被験者間の腕周囲長の差による測定誤差の補正機能を備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、血圧値を非観血式に測定する最も一般的な方法は、被験者の腕、手首その他の動脈が通過する部位を外部から圧迫して抹消部位への血流を一端停止させ、その後徐々に圧迫圧を減圧する過程でコロトコフ音や動脈内の脈動の変化を観測して血圧値を測定する方法である。
また、動脈通過部位の圧迫は、空気を入れる袋であるブラダーを内部に備えた腕帯を動脈通過部位に巻き付け、ブラダー内の圧力を外部から加圧及び減圧することにより行われ、これにより抹消部位への血流の停止及び再開が制御される。
【０００３】
しかしながら、かかる方法は、血管内の圧力を直接測定する観血式に比べると、測定精度が低かった。その原因は、被験者の腕周囲長や使用するブラダーの大きさにより血圧測定結果が相違してしまうということであった。例えば、ブラダーの幅（腕帯の巻き方向と垂直方向）が被験者の腕周囲長に比べて短すぎると血圧は実際の値より高く検出され、反対に長すぎると実際の値より低く検出される。同様に、ブラダーの長さ（腕帯の巻き方向）が被験者の腕周囲長に比べて短すぎると血圧は実際の値より高く検出され、反対に長すぎると実際の値より低く検出される。そのため、全ての被験者に対応したブラダーを用意することが正確な血圧値を得る上で理想的であるが、実際に製品化して医療現場等に用意しておくことは、コスト低減、スペースの確保、及び被験者の正確な血圧値へのニーズ等を比較考量すると困難なことであった。
【０００４】
そこで、測定誤差が一定の範囲内に収まる腕周囲長範囲をブラダーの適応腕周囲長範囲とし、予め想定される被験者の腕周囲長範囲をカバーできるようにブラダーのサイズが異なる複数の腕帯を用意することが行われている。そして、実際の測定では、（１）被験者の腕周囲長をメジャーで計測したり、（２）測定者の勘に頼って腕帯の選択が行われている。
【０００５】
しかしながら、（１）の方法では、メジャーでの計測が手間であり、また測定場所にメジャーがない場合にはメジャーを探さなくてはならないという問題があった。また、（２）の方法では、測定者の勘によるので、腕帯の選択の誤り等が発生し正確さに欠けるという問題があった。
【０００６】
そこで、正確さを保ちつつ手間のかからない方法が開示された。具体的には、（３）腕帯に腕周囲長を示す目盛を付ける方法（例えば、実用新案文献１参照）、（４）腕帯に腕周囲長の適応範囲表示を設ける方法（例えば、実用新案文献１参照）、（５）腕帯に腕周囲長の測定手段、例えば腕帯に可変抵抗その他の電気式位置検出手段を設ける方法（例えば、特許文献２参照）、（６）加圧所要時間から腕周囲長を推定する方法（例えば、特許文献２参照）、具体的には加圧中のブラダー内の圧力を測定し、所定圧力値に至るまでの所要時間又は所定の圧力値からそれより高い所定の圧力値に至るまでの所要時間から、被験者の腕周囲長を推定する方法が開示された。
【０００７】
【特許文献１】
実開昭６２−１５２７０２号公報 （図１〜図５）
【特許文献２】
特開平６−２４５９１１号公報 （第２頁、図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した（３）〜（６）の方法では次のような問題があった。
（３）の方法では、被験者に腕帯を巻き付けた際の目盛値から、腕帯内のブラダーが被験者に適したサイズであるか否かが判断され、この目盛値を基に測定される血圧値の補正が可能となる一方で、巻き付けてからでないと適当なブラダーであるか判断できないため、不適切なブラダーであれば異なるサイズのブラダーが取り付けられた腕帯に取り替えるために再度腕帯を巻き付けなければならなくなるという問題があった。
また、より正確な測定をするために、測定された腕周囲長を参酌して血圧値を算出する方法も考えられるが、その場合には人手による血圧値の補正を行うか血圧計の操作釦を用いて腕周囲長を直接入力しなければならなくなるという問題がある。
【０００９】
（４）の方法では、（３）と同様に巻き付けて初めて適切なブラダーかどうかが判断されるため、再度腕帯を巻き付けなければならなくなるという問題があった。
（５）の方法では、腕帯を再度巻き付けることなく正確な血圧値が得られるが、腕帯の構造が複雑になる上、コストが上昇したり不良品及び不具合の発生が多くなるという問題があった。
（６）の方法では、腕帯の巻き付け強さによって推定される腕周囲長が大きく変化してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記事情を考慮し、構造の複雑化を招かず、かつ手間をかけずに正確な血圧値を得ることができる非観血式血圧計を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の非観血式血圧計は、加圧ポンプの吐出量を測定する吐出量測定手段と、被験者又は被験動物の測定部位を囲繞する測定部位囲繞部に設けられたガス袋内の圧力と、前記吐出量測定手段で測定された吐出量との関係に基づいて、前記被験者又は前記被験動物の測定部位周囲長を算出する測定部位周囲長算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、吐出量測定手段により加圧ポンプの吐出量が測定された後、この吐出量とガス袋内の圧力の変化との関係を用いて測定部位周囲長算出手段により測定部位周囲長が算出される。測定部位周囲長が長くなると、その長くなった分ガス袋の実効容積が大きくなり所定圧に至るまでの吐出量が増えるので、加圧ポンプからの吐出量とガス袋内の圧力との関係を予め求めておけば、測定部位周囲長は容易に推定される。また、加圧ポンプからの吐出量とガス袋内の圧力との関係を幅広く求めておけば、測定部位周囲長に合わせて測定部位囲繞部を取り替える等の作業がなくなったり減ったりする。
【００１３】
請求項２に記載の非観血式血圧計は、請求項１に記載の非観血式血圧計において、前記吐出量測定手段は、前記加圧ポンプから吐出されるガスにより前記ガス袋が膨張して前記測定部位と前記測定部位囲繞部との間の空間を前記ガス袋が占有した後の前記ガス袋内の圧力値を用いて、第１閾値とこの第１閾値よりも高くかつ測定時目標加圧設定値以下の第２閾値を設定し、前記第１閾値から前記第２閾値に至るまでの前記加圧ポンプの吐出量を測定することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、吐出量測定手段は、ガス袋が膨張して測定部位と測定部位囲繞部との間の空間を占有した後のガス袋内の所定の２点の圧力値を用いて、この圧力値間の加圧ポンプの吐出量を測定する。この場合、ガス袋が膨張して測定部位と測定部位囲繞部との間の空間を占有した後、ガス袋にガスが流入してもガス袋内の容積の変化は被測定部位と測定部位囲繞部とにより抑止されるので、加圧ポンプの吐出量に比例してガス袋内の圧力が上昇する。従って、この比例関係にあるところの圧力値を用いて加圧ポンプの吐出量を測定すれば、正確な測定部位周囲長が算出される。
【００１５】
請求項３に記載の非観血式血圧計は、請求項２に記載の非観血式血圧計において、前記吐出量測定手段として、前記加圧ポンプには前記加圧ポンプ用のモーターの回転数をカウントするための回転数検出手段が設けられ、この回転数検出手段の出力により前記モーターの回転数がカウントされ前記加圧ポンプの吐出量が算出されることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、回転数検出手段の出力により加圧ポンプ用のモーターの回転数がカウントされ、その回転数に応じて加圧ポンプの吐出量が算出される。シリンダ容積が一定である加圧ポンプではモーターの回転数に応じて所定量のガスが排出されるので、その回転数をカウントすることで、正確な加圧ポンプの吐出量が算出される。
【００１７】
請求項４に記載の非観血式血圧計は、加圧ポンプ用のモーターの回転数をカウントする回転数検出手段と、被験者又は被験動物の測定部位を囲繞する測定部位囲繞部に設けられたガス袋内の圧力と、前記回転数検出手段でカウントされた前記モーターの回転数との関係に基づいて、前記被験者又は前記被験動物の測定部位周囲長を算出する測定部位周囲長算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、回転数検出手段により加圧ポンプのモーター回転数がカウントされた後、この回転数とガス袋内の圧力の変化との関係を用いて測定部位周囲長算出手段により測定部位周囲長が算出される。測定部位周囲長が長くなると、その長くなった分ガス袋の実効容積が大きくなり所定圧に至るまでの吐出量が増えるので、加圧ポンプ内のシリンダからモーターの回転数に応じて所定量のガスが排出されるタイプの加圧ポンプでは、その回転数とガス袋内の圧力との関係を予め求めておけば、測定部位周囲長は、容易に推定される。
【００１９】
請求項５に記載の非観血式血圧計は、請求項４に記載の非観血式血圧計において、前記回転数検出手段は、前記加圧ポンプから吐出されるガスにより前記ガス袋が膨張して前記測定部位と前記測定部位囲繞部との間の空間を前記ガス袋が占有した後の前記ガス袋内の圧力値を用いて、第１閾値とこの第１閾値よりも高くかつ測定時目標加圧設定値以下の第２閾値を設定し、前記第１閾値から前記第２閾値に至るまでの前記モーターの回転数を測定することを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、回転数検出手段は、ガス袋が膨張して測定部位と測定部位囲繞部との間の空間を占有した後のガス袋内の所定の２点の圧力値を用いて、この圧力値間のモーターの回転数を測定する。この場合、ガス袋が膨張して測定部位と測定部位囲繞部との間の空間を占有した後、ガス袋にガスが流入してもガス袋内の容積の変化は被測定部位と測定部位囲繞部とにより抑止されるので、シリンダ容積が一定である加圧ポンプではモーターの回転数に比例してガス袋内の圧力が上昇する。従って、この比例関係にあるところの圧力値を用いてモーターの回転数を測定すれば、正確な測定部位周囲長が算出される。
【００２１】
請求項６に記載の非観血式血圧計は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の非観血式血圧計において、前記測定部位周囲長算出手段により算出された前記被験者又は前記被験動物の前記測定部位周囲長に基づいて血圧測定結果を補正する測定結果補正手段を設けたことを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、測定部位周囲長算出手段により算出された被験者の測定部位周囲長に基づいて、血圧測定結果が補正される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の非観血式血圧計の一実施形態を示す説明図である。非観血式血圧計１は、血圧計本体３と、被験者の測定部位を囲繞する測定部位囲繞部である腕帯９とを有している。この腕帯９には、血圧計本体３からプラグ５及びチューブ７を介して空気が送られるガス袋であるブラダー８が設けられている。また、腕帯９には、腕帯９を被験者の腕に巻き付けた後、緩まないようにするためのマジックテープ（登録商標）６が設けられている。
【００２３】
血圧計本体３は、プラグ５を差し込むためのコネクタ１０と、血圧測定時のスローリーク速度を調整するためのスローリーク弁１１と、ブラダー８に空気を送り込むための加圧ポンプ１３とを有している。また、血圧計本体３は、ブラダー８内の圧力を測定するための圧力センサ１５と、上述した各種部品を連結するチューブ１９及び継手２１とを有している。さらに、血圧計本体３はその外側面に電源スイッチ２２を有している。
【００２４】
次に、図２を用いて非観血式血圧計１の使用方法について説明する。先ず、血圧計本体３の電源スイッチ２２をオンにする。次いで、被験者は腕の力を抜き、被験者自身又は被験者以外の測定者が被験者の上腕に腕帯９を巻き付ける。次いで、操作釦１８により被験者のおおよその最高血圧の値に応じてブラダー８へ印加する最高圧力値を決定する。そして、スタート釦２０を押すと空気が血圧計本体３からチューブ７を介してブラダー８に流入し血圧測定が始まる。なお、モニター１６には測定中のブラダー８内の圧力変化や測定結果である最高血圧値及び最低血圧値等が表示される。また、血圧測定終了後は、脈拍等も表示するようにしても良い。
【００２５】
次に、図３を用いて加圧ポンプ１３について詳細に説明する。加圧ポンプ１３は、空気を吐出させるための駆動源となるモーター２３を有している。モーター２３の後端側には２つの電極２３ａが設けられ、この２つの電極２３ａに例えばＤＣ６Ｖの電圧を印加することで、モーター２３は起動する。また、モーター２３の先端側には、回転軸２３ｂが突出しており、この回転軸２３ｂは、中心に嵌合穴２５ａが形成された樹脂製の回転子２５が圧入される。また、回転子２５には、嵌合穴２５ａの開口側の面とは反対側の面に嵌合穴２５ｂが形成されている。この嵌合穴２５ｂは中心軸Ｚよりずらされて形成されている。さらに、回転子２５には外周に扇形の薄い遮蔽板２５ｃが設けられ、回転子本体２５ｄと一体形成されている。
【００２６】
回転子２５の一側には、回転子２５を挿通可能な貫通穴２７ａが形成されたカップ状の筒部２７が設けられる。この筒部２７は、底部２７ｅに形成された２つの貫通穴２７ｄ（紙面上下方向に配置）にそれぞれ螺子２９を挿通しモーター２３に形成された雌螺子２３ｃに螺合させることでモーター２３に固定される。また、筒部２７には、モーター２３の回転数をカウントするための回転数検出手段の構成部品であるフォトインタラプタ３１が設けられている。
【００２７】
フォトインタラプタ３１は、電極基板３１ａに断面凹状のフォトカプラ３１ｂが半田付けして固定されている。このフォトカプラ３１ｂには、後述する図６の電気回路５５に示される発光ダイオード３３とｎｐｎ型のフォトトランジスタ３５とが設けられ、凹溝の一側から他側へ光が通る。そして、モーター２３が１回転する毎に回転子２５に形成された遮蔽板２５ｃが凹溝を通過し、発光ダイオード３３の光を遮り、モーター２３の回転数がカウントされる。なお、電極基板３１ａには、ハーネス３７が接続されている。
【００２８】
筒部２７の一側には、シリンダ付勢部３８が設けられている。シリンダ付勢部３８は、嵌合穴２５ｂに嵌合される金属製の心棒４１と、この心棒４１を圧入する樹脂製の筒部４３ａとこの筒部４３ａと一体形成された三つ又板部４３ｂとを有するシリンダ付勢部４３と、を有している。三つ又板部４３ｂの各々には、ゴム製のシリンダ付勢突起部４５が設けられ、このシリンダ付勢突起部４５によりシリンダ部３９に設けられたゴム製のシリンダ４０を付勢し変形させる。
【００２９】
シリンダ部３９の一側には、ノズル部４９が設けられている。このノズル部４９には、噴出穴４９ａが形成されている。そして、ゴム製のシリンダ４０が変形すると、シリンダ４０内の空気が押し出され噴出穴４９ａ内を流通する。このシリンダ４０の変形は、中心軸Ｚからずらされて形成された嵌合穴２５ｂに心棒４１が圧入されるため、シリンダ付勢部４３が偏心運動してゴム製のシリンダ４０を一側に付勢することにより行われる。
【００３０】
図４は、図３の回転子２５を一側から見た場合の正面図である。上述したように嵌合穴２５ｂは回転子本体２５ｄの中心とは異なる位置に形成されている。そして、扇形の遮蔽版２５ｃは嵌合穴２５ｂから離れた位置の回転子本体２５ｄの外周に形成されている。
【００３１】
図５は、図３の筒部２７を一側から見た場合の正面図である。カップ状の筒部２７の底部２７ｅには、回転子２５を正面から見たときの形状と同様の形状の貫通穴２７ａが形成され、回転子２５が挿通可能にされている。また、貫通穴２７ａの両側にはそれぞれ貫通穴２７ｄが形成され、下方にはフォトインタラプタ３１のフォトカプラ３１ｂを挿通するための貫通穴２７ｆが形成されている。
【００３２】
図６は、フォトカプラ３１ｂを含む電気回路図である。電気回路５５は、電源５７と抵抗５９，６１，６３と可変抵抗６５とを有している。電源５７には、ＤＣ３Ｖが用いられている。また、抵抗５９には発光ダイオード３３が接続されており、抵抗６１にはフォトトランジスタ３５が接続されている。また、抵抗６３にはｎｐｎトランジスタ６７のコレクタが接続され、このｎｐｎトランジスタ６７のベースは、抵抗６１と接続されている。そして、抵抗６１，６３と可変抵抗６５とｎｐｎトランジスタ６７とにより、矩形波を出力するための波形整形回路７５が形成されている。
【００３３】
電気回路５５は、電源５７から電力が供給されると、抵抗５９を通じて発光ダイオード３３に電流が流れ、発光ダイオード３３が点灯する。ここで、回転子２５に取り付けられた遮蔽版２５ｃが、発光ダイオード３３とフォトトランジスタ３５との間を遮らない状態では、フォトトランジスタ３５のベースに発光ダイオード３３から放出された光エネルギーが供給され、フォトトランジスタ３５のコレクタとエミッタとの間がオンしてｎｐｎトランジスタ６７のベースには電流が供給されない。そのため、ｎｐｎトランジスタ６７のコレクタとエミッタとの間はオフ状態となり、出力電圧Ｖｏｕｔはほぼ電源電圧である３Ｖとなる。
【００３４】
しかしながら、モーター２３が回転し、回転子２５の遮蔽板２５ｃが発光ダイオード３３とフォトトランジスタ３５との間の光を遮る位置に来ると、フォトトランジスタ３５のベースに供給されていた発光ダイオード３３からの光エネルギーが遮断されるためフォトトランジスタ３５のコレクタとエミッタとの間はオフし、この結果、可変抵抗６５及び抵抗６１を通じてｎｐｎトランジスタ６７のベースに電流が供給され、ｎｐｎトランジスタ６７のコレクタとエミッタとの間はオン状態となり、出力電圧Ｖｏｕｔはほぼ０Ｖとなる。
従って、出力電圧Ｖｏｕｔはモーター２３の回転に同期して０Ｖと３Ｖとを交互に繰り返す。
そのため、この電圧Ｖｏｕｔの変化の数をカウントすれば、遮蔽板２５ｃが、発光ダイオード３３からフォトトランジスタ３５への光を遮った回数がカウントされ、モーター２３の回転数をカウントすることができる。
なお、可変抵抗器６５はフォトトランジスタ３５の増幅度のばらつきを調整するためのものである。
【００３５】
図７は、非観血式血圧計１のブロック図である。このブロック図を用いて、血圧が算出される過程を説明する。先ず、電源スイッチ２２（図１記載）をオンにすると電源６８から電源回路６９に電力が供給される。そして、この電源回路６９から各種電気回路、加圧ポンプ１３等に電力が供給される。次いで、図２を用いて説明したように、被験者の上腕に腕帯９を巻き付け、操作釦１８で血圧測定の条件設定をしてからスタート釦２０を押す。
【００３６】
すると、ＣＰＵ７１からの信号により加圧ポンプ１３が起動し腕帯９に設けられたブラダー８に空気が送り込まれる。ブラダー８内の圧力が設定値まで上昇したら、スローリーク弁１１が半開き状態になり、ブラダー８内の空気が少しずつ大気開放され所定速度で徐々に圧力が減少する。ブラダー８内の圧力は圧力センサ１５で観測され、観測した圧力値に応じて周波数が変化するパルスを出力する。このパルスは圧力測定回路７３で圧力値に換算され、所定時間毎にリアルタイムでモニター１６に表示される。なお、スローリーク弁１１は血圧測定が終了したら全開状態になり、ブラダー８内の圧力を急激に減少させる。
【００３７】
また、フォトインタラプタ３１及び波形整形回路７５を含む電気回路５５（図６記載）の出力電圧Ｖｏｕｔの波形は、ＣＰＵ７１の内部回路である回転数計数回路７７に入力される。そして、この回転数計数回路７７により、波形整形回路７５からの矩形波の数が、ブラダー８内の圧力が第１閾値に達してから第２閾値に減少するまでの間カウントされる。ここで第１閾値は、ブラダー８が膨張して上腕と腕帯９との間の空間をブラダー８が占有した後の値とする。すなわち、圧力センサ１５で測定される圧力の変化と加圧ポンプ１３の吐出量とが比例関係になっている状態の圧力を第１閾値に採る。例えば、４０ｍｍＨｇに設定する。一方、第２閾値は、第１閾値よりも高くかつ測定時目標加圧設定値以下の値にする。例えば、１６０ｍｍＨｇに設定する。測定時目標加圧設定値は、例えば、被験者の予想される最高血圧値より３０〜４０ｍｍＨｇ高い値に設定する。
なお、回転数検出手段は、フォトインタラプタ３１、波形整形回路７５、及び回転数計数回路７７とを有している。
【００３８】
次いで、吐出量算出回路７８において、回転数計数回路７７による矩形波のカウント数すなわちモーター２３（図３記載）の回転数に基づき吐出量が算出される。なお、吐出量算出手段は、この吐出量算出回路７８と上述した回転数検出手段とにより構成される。
【００３９】
次いで、測定部位周囲長検出手段である腕周囲長検出回路７９において、ブラダー８内の圧力が第１閾値から第２閾値に至るまでの間の吐出量算出回路７８で算出された吐出量に基づき腕周囲長が算出される。このようにして腕周囲長が推定できる理由は、腕周囲長が長くなる程、ブラダー８内の実効容積が大きくなり、所定圧上昇するのに必要な空気量が増加するからである。図８は、ブラダー８の実効容積と腕周囲長との関係を示している。図から分かるように、腕周囲長は１９０ｍｍから３４５ｍｍまでの間で測定されており、腕周囲長が長くなると、それにほぼ比例してブラダー８の実効容積が大きくなっている。また、図９はモーター２３の回転数と腕周囲長との関係を示している。モーター２３の１回転当りの空気の排出量は一定であるため、図８と同様のグラフとなっている。
【００４０】
図１０は、腕帯９の巻き方の違いによるモーター２３の回転数とブラダー８内の圧力との関係を示している。同図は、腕周囲長が２６０ｍｍの被験者に腕帯９を巻き、１８０ｍｍＨｇまで加圧したときのものである。黒丸印は、被験者の腕に腕帯９をぴったり巻いたもので通常の測定時の巻き方である。一方、黒三角印は、やや緩めに巻いたものである。図から分かるように、緩く巻かれている腕帯９の方が、ぴったり巻かれている腕帯９よりもブラダー８内の実効容積が増えるため、同一圧力に達するまでの累積の回転数が多くなっている。
【００４１】
しかしながら、両グラフの勾配は、概ね４０ｍｍＨｇを境にほぼ直線状になっているという点で共通している。これは、ブラダー８内の圧力が４０ｍｍＨｇ程になったときに、測定部位と腕帯９との間の空間をブラダー８が占有した状態となることを意味している。そのため、第１閾値と第２閾値とをこの直線状の２点で幅を広く採るようにすれば、精度の良い腕周囲長の推定を行うことができる。
【００４２】
次いで、測定結果補正手段である血圧値補正回路８１において、腕周囲長検出回路７９により算出された被験者の腕周囲長に基づいて血圧測定結果が補正される。具体的には、図１１に示すようなRagan&Bordleyの補正表やPickeringの補正式等が適用される。なお、Pickeringの補正式とは、
ｓ＝１．２７ｃ−３５．８６ ： ｄ＝０．８７ｃ−１５．５４
ｓ：最高血圧値（ｍｍＨｇ） ｃ：上腕周囲長（mm） ｄ：最低血圧値（ｍｍＨｇ）
をいう。
【００４３】
また、図１１の表は、１３ｃｍの幅のブラダー８を用いた場合に、上腕周囲長に応じて最高血圧値及び最低血圧値を変更するものである。例えば、上腕周囲長が２４０ｍｍの被験者は、測定された最高血圧値に５ｍｍＨｇ加えた補正を行い、最低血圧値に対しては５ｍｍＨｇ差し引く。
最後に、この補正された最高血圧値及び最低血圧値がモニター１６に表示され、測定が終了する。
【００４４】
以上述べたように本発明の一実施形態によれば、加圧ポンプ１３の吐出量が、フォトインタラプタ３１にてモーター２３の回転数を検出することで測定された後、この吐出量とブラダー８内の圧力の変化との関係を用いて腕周囲長検出回路７９により腕周囲長が算出される。腕周囲長が長くなると、その長くなった分ブラダー８の実効容積が大きくなり所定圧に至るまでの吐出量が増えるので、加圧ポンプ１３からの吐出量とブラダー８内の圧力との関係を予め求めておけば、腕周囲長を容易に推定することができる。従って、加圧ポンプ１３にフォトインタラプタ３１を設け、さらに波形整形回路７５や回転数計数回路７７等の電気回路を設けるだけの簡単な設計変更で本発明を実施でき、構造の複雑化を招かずとも、腕周囲長を推定できる。また、この腕周囲長に基づき血圧値補正回路８１にて血圧値を補正すれば正確な血圧値を得ることができる。さらに、加圧ポンプ１３からの吐出量とブラダー８内の圧力との関係を幅広く求めておけば、腕周囲長に合わせて腕帯９を取り替える等の作業が減少するので手間のかからない血圧測定を行うことができる。
【００４５】
また、フォトインタラプタ３１の出力は、波形整形回路７５、回転数計数回路７７、吐出量算出回路７８、及び腕周囲長検出回路７９を経て血圧値補正回路８１に入力されるため、自動的に血圧測定を行うことができる。従って、測定された腕周囲長を非観血式血圧計１に直接入力する必要がなく、手間のかからない迅速な血圧測定を行うことができる。
【００４６】
さらに、モーター２３の回転数により吐出量を算出するが、シリンダ４０の容積が一定であるため、正確な吐出量が算出される。従来は、モーター２３の回転時間を使用し吐出量を算出することが行われていたため、バッテリーの経時的な出力変化による誤差が発生したり、バッテリーが一定出力でもブラダー８内の圧力の変化により負荷が変化し誤差が発生していたが、これらの問題を解消することができる。
【００４７】
また、本発明の一実施形態によれば、ブラダー８が膨張して腕と腕帯９との間の空間を占有した後のブラダー８内の２つの圧力値を用いて、この２つの圧力値間の加圧ポンプ１３の吐出量を測定するが、ブラダー８が膨張して腕と腕帯９との間の空間を占有した後にブラダー８に空気が流入してもブラダー８内の容積の変化は腕と腕帯９とにより抑止され、加圧ポンプ１３の吐出量に比例してブラダー８内の圧力が上昇するので、この比例関係にあるところの圧力値を用いることにより、正確な腕周囲長を算出することができる。そのため、腕帯９が緩く巻かれることによる測定結果の誤差が発生するのを防止することができる。
【００４８】
なお、上述した一実施形態では、測定部位として腕帯９を被験者の上腕に巻いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、手首や足その他の部位に巻いても良い。
また、上述した一実施形態では、被験者を対象に腕帯９を巻いた例について説明したが、対象は動物であっても良い。
さらに、上述した一実施形態では、ブラダー８にガスとして空気を送り込んだ例について説明したが、その他の気体であっても良い。
【００４９】
さらに、上述した一実施形態では、回転数計数回路７７によりモーター２３の回転数をカウントしてから、吐出量算出回路７８により吐出量を算出し、腕周囲長検出回路７９により腕周囲長を推定した例について説明したが、２点の圧力値間のモーター２３の回転数と腕周囲長との関係を予め求めておき、吐出量を算出せずに腕周囲長を推定するようにしても良い。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加圧ポンプの吐出量が測定された後、この吐出量とガス袋内の圧力の変化との関係を用いて測定部位周囲長算出手段により腕周囲長が算出される。腕周囲長が長くなると、その長くなった分ガス袋の実効容積が大きくなり所定圧に至るまでの吐出量が増えるので、加圧ポンプからの吐出量とガス袋内の圧力との関係を予め求めておけば、測定部位周囲長を容易に推定することができる。従って、例えば加圧ポンプに回転数検出手段を設け、吐出量を測定すれば簡単な設計変更で本発明を実施でき、構造の複雑化を招かずとも腕周囲長を推定できる。また、この腕周囲長に基づき測定結果補正手段にて血圧値を補正すれば正確な血圧値を得ることができる。さらに、加圧ポンプからの吐出量とガス袋内の圧力との関係を幅広く採っておけば、腕周囲長に合わせて測定部位囲繞部を取り外したり取り付けるといった作業が減少し、手間をかけずに正確な血圧値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非観血式血圧計の一実施形態を示す説明図である。
【図２】図１の非観血式血圧計の使用方法を示す説明図である。
【図３】図１の加圧ポンプの詳細を示す分解図である。
【図４】図３の回転子を示す説明図である。
【図５】図３の第１筒部を示す説明図である。
【図６】図３のフォトカプラを含む電気回路図である。
【図７】図１の非観血式血圧計のブロック図である。
【図８】ブラダーの実効容積と腕周囲長との関係を示すグラフである。
【図９】モーターの回転数と腕周囲長との関係を示すグラフである。
【図１０】図１の腕帯をぴったり巻いたときとやや緩めに巻いたときとを比較したグラフである。
【図１１】 Regan&Bordleyの補正表である。
【符号の説明】
１ 非観血式血圧計
８ ブラダー
９ 腕帯
１３ 加圧ポンプ
２３ モーター
３１ フォトインタラプタ
７５ 波形整形回路
７７ 回転数計数回路
７９ 腕周囲長検出回路
８１ 血圧値補正回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、非観血式血圧計に係り、特に、被験者間の腕周囲長の差による測定誤差の補正機能を備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、血圧値を非観血式に測定する最も一般的な方法は、被験者の腕、手首その他の動脈が通過する部位を外部から圧迫して抹消部位への血流を一端停止させ、その後徐々に圧迫圧を減圧する過程でコロトコフ音や動脈内の脈動の変化を観測して血圧値を測定する方法である。
また、動脈通過部位の圧迫は、空気を入れる袋であるブラダーを内部に備えた腕帯を動脈通過部位に巻き付け、ブラダー内の圧力を外部から加圧及び減圧することにより行われ、これにより抹消部位への血流の停止及び再開が制御される。
【０００３】
しかしながら、かかる方法は、血管内の圧力を直接測定する観血式に比べると、測定精度が低かった。その原因は、被験者の腕周囲長や使用するブラダーの大きさにより血圧測定結果が相違してしまうということであった。例えば、ブラダーの幅（腕帯の巻き方向と垂直方向）が被験者の腕周囲長に比べて短すぎると血圧は実際の値より高く検出され、反対に長すぎると実際の値より低く検出される。同様に、ブラダーの長さ（腕帯の巻き方向）が被験者の腕周囲長に比べて短すぎると血圧は実際の値より高く検出され、反対に長すぎると実際の値より低く検出される。そのため、全ての被験者に対応したブラダーを用意することが正確な血圧値を得る上で理想的であるが、実際に製品化して医療現場等に用意しておくことは、コスト低減、スペースの確保、及び被験者の正確な血圧値へのニーズ等を比較考量すると困難なことであった。
【０００４】
そこで、測定誤差が一定の範囲内に収まる腕周囲長範囲をブラダーの適応腕周囲長範囲とし、予め想定される被験者の腕周囲長範囲をカバーできるようにブラダーのサイズが異なる複数の腕帯を用意することが行われている。そして、実際の測定では、（１）被験者の腕周囲長をメジャーで計測したり、（２）測定者の勘に頼って腕帯の選択が行われている。
【０００５】
しかしながら、（１）の方法では、メジャーでの計測が手間であり、また測定場所にメジャーがない場合にはメジャーを探さなくてはならないという問題があった。また、（２）の方法では、測定者の勘によるので、腕帯の選択の誤り等が発生し正確さに欠けるという問題があった。
【０００６】
そこで、正確さを保ちつつ手間のかからない方法が開示された。具体的には、（３）腕帯に腕周囲長を示す目盛を付ける方法（例えば、実用新案文献１参照）、（４）腕帯に腕周囲長の適応範囲表示を設ける方法（例えば、実用新案文献１参照）、（５）腕帯に腕周囲長の測定手段、例えば腕帯に可変抵抗その他の電気式位置検出手段を設ける方法（例えば、特許文献２参照）、（６）加圧所要時間から腕周囲長を推定する方法（例えば、特許文献２参照）、具体的には加圧中のブラダー内の圧力を測定し、所定圧力値に至るまでの所要時間又は所定の圧力値からそれより高い所定の圧力値に至るまでの所要時間から、被験者の腕周囲長を推定する方法が開示された。
【０００７】
【特許文献１】
実開昭６２−１５２７０２号公報 （図１〜図５）
【特許文献２】
特開平６−２４５９１１号公報 （第２頁、図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した（３）〜（６）の方法では次のような問題があった。
（３）の方法では、被験者に腕帯を巻き付けた際の目盛値から、腕帯内のブラダーが被験者に適したサイズであるか否かが判断され、この目盛値を基に測定される血圧値の補正が可能となる一方で、巻き付けてからでないと適当なブラダーであるか判断できないため、不適切なブラダーであれば異なるサイズのブラダーが取り付けられた腕帯に取り替えるために再度腕帯を巻き付けなければならなくなるという問題があった。
また、より正確な測定をするために、測定された腕周囲長を参酌して血圧値を算出する方法も考えられるが、その場合には人手による血圧値の補正を行うか血圧計の操作釦を用いて腕周囲長を直接入力しなければならなくなるという問題がある。
【０００９】
（４）の方法では、（３）と同様に巻き付けて初めて適切なブラダーかどうかが判断されるため、再度腕帯を巻き付けなければならなくなるという問題があった。
（５）の方法では、腕帯を再度巻き付けることなく正確な血圧値が得られるが、腕帯の構造が複雑になる上、コストが上昇したり不良品及び不具合の発生が多くなるという問題があった。
（６）の方法では、腕帯の巻き付け強さによって推定される腕周囲長が大きく変化してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記事情を考慮し、構造の複雑化を招かず、かつ手間をかけずに正確な血圧値を得ることができる非観血式血圧計を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の非観血式血圧計は、加圧ポンプの吐出量を測定する吐出量測定手段と、被験者又は被験動物の測定部位を囲繞する測定部位囲繞部に設けられたガス袋内の圧力と、前記吐出量測定手段で測定された吐出量との関係に基づいて、前記被験者又は前記被験動物の測定部位周囲長を算出する測定部位周囲長算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、吐出量測定手段により加圧ポンプの吐出量が測定された後、この吐出量とガス袋内の圧力の変化との関係を用いて測定部位周囲長算出手段により測定部位周囲長が算出される。測定部位周囲長が長くなると、その長くなった分ガス袋の実効容積が大きくなり所定圧に至るまでの吐出量が増えるので、加圧ポンプからの吐出量とガス袋内の圧力との関係を予め求めておけば、測定部位周囲長は容易に推定される。また、加圧ポンプからの吐出量とガス袋内の圧力との関係を幅広く求めておけば、測定部位周囲長に合わせて測定部位囲繞部を取り替える等の作業がなくなったり減ったりする。
【００１３】
請求項２に記載の非観血式血圧計は、請求項１に記載の非観血式血圧計において、前記吐出量測定手段は、前記加圧ポンプから吐出されるガスにより前記ガス袋が膨張して前記測定部位と前記測定部位囲繞部との間の空間を前記ガス袋が占有した後の前記ガス袋内の圧力値を用いて、第１閾値とこの第１閾値よりも高くかつ測定時目標加圧設定値以下の第２閾値を設定し、前記第１閾値から前記第２閾値に至るまでの前記加圧ポンプの吐出量を測定することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、吐出量測定手段は、ガス袋が膨張して測定部位と測定部位囲繞部との間の空間を占有した後のガス袋内の所定の２点の圧力値を用いて、この圧力値間の加圧ポンプの吐出量を測定する。この場合、ガス袋が膨張して測定部位と測定部位囲繞部との間の空間を占有した後、ガス袋にガスが流入してもガス袋内の容積の変化は被測定部位と測定部位囲繞部とにより抑止されるので、加圧ポンプの吐出量に比例してガス袋内の圧力が上昇する。従って、この比例関係にあるところの圧力値を用いて加圧ポンプの吐出量を測定すれば、正確な測定部位周囲長が算出される。
【００１５】
請求項３に記載の非観血式血圧計は、請求項２に記載の非観血式血圧計において、前記吐出量測定手段として、前記加圧ポンプには前記加圧ポンプ用のモーターの回転数をカウントするための回転数検出手段が設けられ、この回転数検出手段の出力により前記モーターの回転数がカウントされ前記加圧ポンプの吐出量が算出されることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、回転数検出手段の出力により加圧ポンプ用のモーターの回転数がカウントされ、その回転数に応じて加圧ポンプの吐出量が算出される。シリンダ容積が一定である加圧ポンプではモーターの回転数に応じて所定量のガスが排出されるので、その回転数をカウントすることで、正確な加圧ポンプの吐出量が算出される。
【００１７】
請求項４に記載の非観血式血圧計は、加圧ポンプ用のモーターの回転数をカウントする回転数検出手段と、被験者又は被験動物の測定部位を囲繞する測定部位囲繞部に設けられたガス袋内の圧力と、前記回転数検出手段でカウントされた前記モーターの回転数との関係に基づいて、前記被験者又は前記被験動物の測定部位周囲長を算出する測定部位周囲長算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、回転数検出手段により加圧ポンプのモーター回転数がカウントされた後、この回転数とガス袋内の圧力の変化との関係を用いて測定部位周囲長算出手段により測定部位周囲長が算出される。測定部位周囲長が長くなると、その長くなった分ガス袋の実効容積が大きくなり所定圧に至るまでの吐出量が増えるので、加圧ポンプ内のシリンダからモーターの回転数に応じて所定量のガスが排出されるタイプの加圧ポンプでは、その回転数とガス袋内の圧力との関係を予め求めておけば、測定部位周囲長は、容易に推定される。
【００１９】
請求項５に記載の非観血式血圧計は、請求項４に記載の非観血式血圧計において、前記回転数検出手段は、前記加圧ポンプから吐出されるガスにより前記ガス袋が膨張して前記測定部位と前記測定部位囲繞部との間の空間を前記ガス袋が占有した後の前記ガス袋内の圧力値を用いて、第１閾値とこの第１閾値よりも高くかつ測定時目標加圧設定値以下の第２閾値を設定し、前記第１閾値から前記第２閾値に至るまでの前記モーターの回転数を測定することを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、回転数検出手段は、ガス袋が膨張して測定部位と測定部位囲繞部との間の空間を占有した後のガス袋内の所定の２点の圧力値を用いて、この圧力値間のモーターの回転数を測定する。この場合、ガス袋が膨張して測定部位と測定部位囲繞部との間の空間を占有した後、ガス袋にガスが流入してもガス袋内の容積の変化は被測定部位と測定部位囲繞部とにより抑止されるので、シリンダ容積が一定である加圧ポンプではモーターの回転数に比例してガス袋内の圧力が上昇する。従って、この比例関係にあるところの圧力値を用いてモーターの回転数を測定すれば、正確な測定部位周囲長が算出される。
【００２１】
請求項６に記載の非観血式血圧計は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の非観血式血圧計において、前記測定部位周囲長算出手段により算出された前記被験者又は前記被験動物の前記測定部位周囲長に基づいて血圧測定結果を補正する測定結果補正手段を設けたことを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、測定部位周囲長算出手段により算出された被験者の測定部位周囲長に基づいて、血圧測定結果が補正される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の非観血式血圧計の一実施形態を示す説明図である。非観血式血圧計１は、血圧計本体３と、被験者の測定部位を囲繞する測定部位囲繞部である腕帯９とを有している。この腕帯９には、血圧計本体３からプラグ５及びチューブ７を介して空気が送られるガス袋であるブラダー８が設けられている。また、腕帯９には、腕帯９を被験者の腕に巻き付けた後、緩まないようにするためのマジックテープ（登録商標）６が設けられている。
【００２３】
血圧計本体３は、プラグ５を差し込むためのコネクタ１０と、血圧測定時のスローリーク速度を調整するためのスローリーク弁１１と、ブラダー８に空気を送り込むための加圧ポンプ１３とを有している。また、血圧計本体３は、ブラダー８内の圧力を測定するための圧力センサ１５と、上述した各種部品を連結するチューブ１９及び継手２１とを有している。さらに、血圧計本体３はその外側面に電源スイッチ２２を有している。
【００２４】
次に、図２を用いて非観血式血圧計１の使用方法について説明する。先ず、血圧計本体３の電源スイッチ２２をオンにする。次いで、被験者は腕の力を抜き、被験者自身又は被験者以外の測定者が被験者の上腕に腕帯９を巻き付ける。次いで、操作釦１８により被験者のおおよその最高血圧の値に応じてブラダー８へ印加する最高圧力値を決定する。そして、スタート釦２０を押すと空気が血圧計本体３からチューブ７を介してブラダー８に流入し血圧測定が始まる。なお、モニター１６には測定中のブラダー８内の圧力変化や測定結果である最高血圧値及び最低血圧値等が表示される。また、血圧測定終了後は、脈拍等も表示するようにしても良い。
【００２５】
次に、図３を用いて加圧ポンプ１３について詳細に説明する。加圧ポンプ１３は、空気を吐出させるための駆動源となるモーター２３を有している。モーター２３の後端側には２つの電極２３ａが設けられ、この２つの電極２３ａに例えばＤＣ６Ｖの電圧を印加することで、モーター２３は起動する。また、モーター２３の先端側には、回転軸２３ｂが突出しており、この回転軸２３ｂは、中心に嵌合穴２５ａが形成された樹脂製の回転子２５が圧入される。また、回転子２５には、嵌合穴２５ａの開口側の面とは反対側の面に嵌合穴２５ｂが形成されている。この嵌合穴２５ｂは中心軸Ｚよりずらされて形成されている。さらに、回転子２５には外周に扇形の薄い遮蔽板２５ｃが設けられ、回転子本体２５ｄと一体形成されている。
【００２６】
回転子２５の一側には、回転子２５を挿通可能な貫通穴２７ａが形成されたカップ状の筒部２７が設けられる。この筒部２７は、底部２７ｅに形成された２つの貫通穴２７ｄ（紙面上下方向に配置）にそれぞれ螺子２９を挿通しモーター２３に形成された雌螺子２３ｃに螺合させることでモーター２３に固定される。また、筒部２７には、モーター２３の回転数をカウントするための回転数検出手段の構成部品であるフォトインタラプタ３１が設けられている。
【００２７】
フォトインタラプタ３１は、電極基板３１ａに断面凹状のフォトカプラ３１ｂが半田付けして固定されている。このフォトカプラ３１ｂには、後述する図６の電気回路５５に示される発光ダイオード３３とｎｐｎ型のフォトトランジスタ３５とが設けられ、凹溝の一側から他側へ光が通る。そして、モーター２３が１回転する毎に回転子２５に形成された遮蔽板２５ｃが凹溝を通過し、発光ダイオード３３の光を遮り、モーター２３の回転数がカウントされる。なお、電極基板３１ａには、ハーネス３７が接続されている。
【００２８】
筒部２７の一側には、シリンダ付勢部３８が設けられている。シリンダ付勢部３８は、嵌合穴２５ｂに嵌合される金属製の心棒４１と、この心棒４１を圧入する樹脂製の筒部４３ａとこの筒部４３ａと一体形成された三つ又板部４３ｂとを有するシリンダ付勢部４３と、を有している。三つ又板部４３ｂの各々には、ゴム製のシリンダ付勢突起部４５が設けられ、このシリンダ付勢突起部４５によりシリンダ部３９に設けられたゴム製のシリンダ４０を付勢し変形させる。
【００２９】
シリンダ部３９の一側には、ノズル部４９が設けられている。このノズル部４９には、噴出穴４９ａが形成されている。そして、ゴム製のシリンダ４０が変形すると、シリンダ４０内の空気が押し出され噴出穴４９ａ内を流通する。このシリンダ４０の変形は、中心軸Ｚからずらされて形成された嵌合穴２５ｂに心棒４１が圧入されるため、シリンダ付勢部４３が偏心運動してゴム製のシリンダ４０を一側に付勢することにより行われる。
【００３０】
図４は、図３の回転子２５を一側から見た場合の正面図である。上述したように嵌合穴２５ｂは回転子本体２５ｄの中心とは異なる位置に形成されている。そして、扇形の遮蔽版２５ｃは嵌合穴２５ｂから離れた位置の回転子本体２５ｄの外周に形成されている。
【００３１】
図５は、図３の筒部２７を一側から見た場合の正面図である。カップ状の筒部２７の底部２７ｅには、回転子２５を正面から見たときの形状と同様の形状の貫通穴２７ａが形成され、回転子２５が挿通可能にされている。また、貫通穴２７ａの両側にはそれぞれ貫通穴２７ｄが形成され、下方にはフォトインタラプタ３１のフォトカプラ３１ｂを挿通するための貫通穴２７ｆが形成されている。
【００３２】
図６は、フォトカプラ３１ｂを含む電気回路図である。電気回路５５は、電源５７と抵抗５９，６１，６３と可変抵抗６５とを有している。電源５７には、ＤＣ３Ｖが用いられている。また、抵抗５９には発光ダイオード３３が接続されており、抵抗６１にはフォトトランジスタ３５が接続されている。また、抵抗６３にはｎｐｎトランジスタ６７のコレクタが接続され、このｎｐｎトランジスタ６７のベースは、抵抗６１と接続されている。そして、抵抗６１，６３と可変抵抗６５とｎｐｎトランジスタ６７とにより、矩形波を出力するための波形整形回路７５が形成されている。
【００３３】
電気回路５５は、電源５７から電力が供給されると、抵抗５９を通じて発光ダイオード３３に電流が流れ、発光ダイオード３３が点灯する。ここで、回転子２５に取り付けられた遮蔽版２５ｃが、発光ダイオード３３とフォトトランジスタ３５との間を遮らない状態では、フォトトランジスタ３５のベースに発光ダイオード３３から放出された光エネルギーが供給され、フォトトランジスタ３５のコレクタとエミッタとの間がオンしてｎｐｎトランジスタ６７のベースには電流が供給されない。そのため、ｎｐｎトランジスタ６７のコレクタとエミッタとの間はオフ状態となり、出力電圧Ｖｏｕｔはほぼ電源電圧である３Ｖとなる。
【００３４】
しかしながら、モーター２３が回転し、回転子２５の遮蔽板２５ｃが発光ダイオード３３とフォトトランジスタ３５との間の光を遮る位置に来ると、フォトトランジスタ３５のベースに供給されていた発光ダイオード３３からの光エネルギーが遮断されるためフォトトランジスタ３５のコレクタとエミッタとの間はオフし、この結果、可変抵抗６５及び抵抗６１を通じてｎｐｎトランジスタ６７のベースに電流が供給され、ｎｐｎトランジスタ６７のコレクタとエミッタとの間はオン状態となり、出力電圧Ｖｏｕｔはほぼ０Ｖとなる。
従って、出力電圧Ｖｏｕｔはモーター２３の回転に同期して０Ｖと３Ｖとを交互に繰り返す。
そのため、この電圧Ｖｏｕｔの変化の数をカウントすれば、遮蔽板２５ｃが、発光ダイオード３３からフォトトランジスタ３５への光を遮った回数がカウントされ、モーター２３の回転数をカウントすることができる。
なお、可変抵抗器６５はフォトトランジスタ３５の増幅度のばらつきを調整するためのものである。
【００３５】
図７は、非観血式血圧計１のブロック図である。このブロック図を用いて、血圧が算出される過程を説明する。先ず、電源スイッチ２２（図１記載）をオンにすると電源６８から電源回路６９に電力が供給される。そして、この電源回路６９から各種電気回路、加圧ポンプ１３等に電力が供給される。次いで、図２を用いて説明したように、被験者の上腕に腕帯９を巻き付け、操作釦１８で血圧測定の条件設定をしてからスタート釦２０を押す。
【００３６】
すると、ＣＰＵ７１からの信号により加圧ポンプ１３が起動し腕帯９に設けられたブラダー８に空気が送り込まれる。ブラダー８内の圧力が設定値まで上昇したら、スローリーク弁１１が半開き状態になり、ブラダー８内の空気が少しずつ大気開放され所定速度で徐々に圧力が減少する。ブラダー８内の圧力は圧力センサ１５で観測され、観測した圧力値に応じて周波数が変化するパルスを出力する。このパルスは圧力測定回路７３で圧力値に換算され、所定時間毎にリアルタイムでモニター１６に表示される。なお、スローリーク弁１１は血圧測定が終了したら全開状態になり、ブラダー８内の圧力を急激に減少させる。
【００３７】
また、フォトインタラプタ３１及び波形整形回路７５を含む電気回路５５（図６記載）の出力電圧Ｖｏｕｔの波形は、ＣＰＵ７１の内部回路である回転数計数回路７７に入力される。そして、この回転数計数回路７７により、波形整形回路７５からの矩形波の数が、ブラダー８内の圧力が第１閾値に達してから第２閾値に減少するまでの間カウントされる。ここで第１閾値は、ブラダー８が膨張して上腕と腕帯９との間の空間をブラダー８が占有した後の値とする。すなわち、圧力センサ１５で測定される圧力の変化と加圧ポンプ１３の吐出量とが比例関係になっている状態の圧力を第１閾値に採る。例えば、４０ｍｍＨｇに設定する。一方、第２閾値は、第１閾値よりも高くかつ測定時目標加圧設定値以下の値にする。例えば、１６０ｍｍＨｇに設定する。測定時目標加圧設定値は、例えば、被験者の予想される最高血圧値より３０〜４０ｍｍＨｇ高い値に設定する。
なお、回転数検出手段は、フォトインタラプタ３１、波形整形回路７５、及び回転数計数回路７７とを有している。
【００３８】
次いで、吐出量算出回路７８において、回転数計数回路７７による矩形波のカウント数すなわちモーター２３（図３記載）の回転数に基づき吐出量が算出される。なお、吐出量算出手段は、この吐出量算出回路７８と上述した回転数検出手段とにより構成される。
【００３９】
次いで、測定部位周囲長検出手段である腕周囲長検出回路７９において、ブラダー８内の圧力が第１閾値から第２閾値に至るまでの間の吐出量算出回路７８で算出された吐出量に基づき腕周囲長が算出される。このようにして腕周囲長が推定できる理由は、腕周囲長が長くなる程、ブラダー８内の実効容積が大きくなり、所定圧上昇するのに必要な空気量が増加するからである。図８は、ブラダー８の実効容積と腕周囲長との関係を示している。図から分かるように、腕周囲長は１９０ｍｍから３４５ｍｍまでの間で測定されており、腕周囲長が長くなると、それにほぼ比例してブラダー８の実効容積が大きくなっている。また、図９はモーター２３の回転数と腕周囲長との関係を示している。モーター２３の１回転当りの空気の排出量は一定であるため、図８と同様のグラフとなっている。
【００４０】
図１０は、腕帯９の巻き方の違いによるモーター２３の回転数とブラダー８内の圧力との関係を示している。同図は、腕周囲長が２６０ｍｍの被験者に腕帯９を巻き、１８０ｍｍＨｇまで加圧したときのものである。黒丸印は、被験者の腕に腕帯９をぴったり巻いたもので通常の測定時の巻き方である。一方、黒三角印は、やや緩めに巻いたものである。図から分かるように、緩く巻かれている腕帯９の方が、ぴったり巻かれている腕帯９よりもブラダー８内の実効容積が増えるため、同一圧力に達するまでの累積の回転数が多くなっている。
【００４１】
しかしながら、両グラフの勾配は、概ね４０ｍｍＨｇを境にほぼ直線状になっているという点で共通している。これは、ブラダー８内の圧力が４０ｍｍＨｇ程になったときに、測定部位と腕帯９との間の空間をブラダー８が占有した状態となることを意味している。そのため、第１閾値と第２閾値とをこの直線状の２点で幅を広く採るようにすれば、精度の良い腕周囲長の推定を行うことができる。
【００４２】
次いで、測定結果補正手段である血圧値補正回路８１において、腕周囲長検出回路７９により算出された被験者の腕周囲長に基づいて血圧測定結果が補正される。具体的には、図１１に示すようなRagan&Bordleyの補正表やPickeringの補正式等が適用される。なお、Pickeringの補正式とは、
ｓ＝１．２７ｃ−３５．８６ ： ｄ＝０．８７ｃ−１５．５４
ｓ：最高血圧値（ｍｍＨｇ） ｃ：上腕周囲長（mm） ｄ：最低血圧値（ｍｍＨｇ）
をいう。
【００４３】
また、図１１の表は、１３ｃｍの幅のブラダー８を用いた場合に、上腕周囲長に応じて最高血圧値及び最低血圧値を変更するものである。例えば、上腕周囲長が２４０ｍｍの被験者は、測定された最高血圧値に５ｍｍＨｇ加えた補正を行い、最低血圧値に対しては５ｍｍＨｇ差し引く。
最後に、この補正された最高血圧値及び最低血圧値がモニター１６に表示され、測定が終了する。
【００４４】
以上述べたように本発明の一実施形態によれば、加圧ポンプ１３の吐出量が、フォトインタラプタ３１にてモーター２３の回転数を検出することで測定された後、この吐出量とブラダー８内の圧力の変化との関係を用いて腕周囲長検出回路７９により腕周囲長が算出される。腕周囲長が長くなると、その長くなった分ブラダー８の実効容積が大きくなり所定圧に至るまでの吐出量が増えるので、加圧ポンプ１３からの吐出量とブラダー８内の圧力との関係を予め求めておけば、腕周囲長を容易に推定することができる。従って、加圧ポンプ１３にフォトインタラプタ３１を設け、さらに波形整形回路７５や回転数計数回路７７等の電気回路を設けるだけの簡単な設計変更で本発明を実施でき、構造の複雑化を招かずとも、腕周囲長を推定できる。また、この腕周囲長に基づき血圧値補正回路８１にて血圧値を補正すれば正確な血圧値を得ることができる。さらに、加圧ポンプ１３からの吐出量とブラダー８内の圧力との関係を幅広く求めておけば、腕周囲長に合わせて腕帯９を取り替える等の作業が減少するので手間のかからない血圧測定を行うことができる。
【００４５】
また、フォトインタラプタ３１の出力は、波形整形回路７５、回転数計数回路７７、吐出量算出回路７８、及び腕周囲長検出回路７９を経て血圧値補正回路８１に入力されるため、自動的に血圧測定を行うことができる。従って、測定された腕周囲長を非観血式血圧計１に直接入力する必要がなく、手間のかからない迅速な血圧測定を行うことができる。
【００４６】
さらに、モーター２３の回転数により吐出量を算出するが、シリンダ４０の容積が一定であるため、正確な吐出量が算出される。従来は、モーター２３の回転時間を使用し吐出量を算出することが行われていたため、バッテリーの経時的な出力変化による誤差が発生したり、バッテリーが一定出力でもブラダー８内の圧力の変化により負荷が変化し誤差が発生していたが、これらの問題を解消することができる。
【００４７】
また、本発明の一実施形態によれば、ブラダー８が膨張して腕と腕帯９との間の空間を占有した後のブラダー８内の２つの圧力値を用いて、この２つの圧力値間の加圧ポンプ１３の吐出量を測定するが、ブラダー８が膨張して腕と腕帯９との間の空間を占有した後にブラダー８に空気が流入してもブラダー８内の容積の変化は腕と腕帯９とにより抑止され、加圧ポンプ１３の吐出量に比例してブラダー８内の圧力が上昇するので、この比例関係にあるところの圧力値を用いることにより、正確な腕周囲長を算出することができる。そのため、腕帯９が緩く巻かれることによる測定結果の誤差が発生するのを防止することができる。
【００４８】
なお、上述した一実施形態では、測定部位として腕帯９を被験者の上腕に巻いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、手首や足その他の部位に巻いても良い。
また、上述した一実施形態では、被験者を対象に腕帯９を巻いた例について説明したが、対象は動物であっても良い。
さらに、上述した一実施形態では、ブラダー８にガスとして空気を送り込んだ例について説明したが、その他の気体であっても良い。
【００４９】
さらに、上述した一実施形態では、回転数計数回路７７によりモーター２３の回転数をカウントしてから、吐出量算出回路７８により吐出量を算出し、腕周囲長検出回路７９により腕周囲長を推定した例について説明したが、２点の圧力値間のモーター２３の回転数と腕周囲長との関係を予め求めておき、吐出量を算出せずに腕周囲長を推定するようにしても良い。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加圧ポンプの吐出量が測定された後、この吐出量とガス袋内の圧力の変化との関係を用いて測定部位周囲長算出手段により腕周囲長が算出される。腕周囲長が長くなると、その長くなった分ガス袋の実効容積が大きくなり所定圧に至るまでの吐出量が増えるので、加圧ポンプからの吐出量とガス袋内の圧力との関係を予め求めておけば、測定部位周囲長を容易に推定することができる。従って、例えば加圧ポンプに回転数検出手段を設け、吐出量を測定すれば簡単な設計変更で本発明を実施でき、構造の複雑化を招かずとも腕周囲長を推定できる。また、この腕周囲長に基づき測定結果補正手段にて血圧値を補正すれば正確な血圧値を得ることができる。さらに、加圧ポンプからの吐出量とガス袋内の圧力との関係を幅広く採っておけば、腕周囲長に合わせて測定部位囲繞部を取り外したり取り付けるといった作業が減少し、手間をかけずに正確な血圧値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非観血式血圧計の一実施形態を示す説明図である。
【図２】図１の非観血式血圧計の使用方法を示す説明図である。
【図３】図１の加圧ポンプの詳細を示す分解図である。
【図４】図３の回転子を示す説明図である。
【図５】図３の第１筒部を示す説明図である。
【図６】図３のフォトカプラを含む電気回路図である。
【図７】図１の非観血式血圧計のブロック図である。
【図８】ブラダーの実効容積と腕周囲長との関係を示すグラフである。
【図９】モーターの回転数と腕周囲長との関係を示すグラフである。
【図１０】図１の腕帯をぴったり巻いたときとやや緩めに巻いたときとを比較したグラフである。
【図１１】 Regan&Bordleyの補正表である。
【符号の説明】
１ 非観血式血圧計
８ ブラダー
９ 腕帯
１３ 加圧ポンプ
２３ モーター
３１ フォトインタラプタ
７５ 波形整形回路
７７ 回転数計数回路
７９ 腕周囲長検出回路
８１ 血圧値補正回路
Claims (4)
- 加圧ポンプの吐出量を測定する吐出量測定手段と、
被験者又は被験動物の測定部位を囲繞する測定部位囲繞部に設けられたガス袋内の圧力と、前記吐出量測定手段で測定された吐出量との関係に基づいて、前記被験者又は前記被験動物の測定部位周囲長を算出する測定部位周囲長算出手段と、を備え、
前記吐出量測定手段は、
前記加圧ポンプから吐出されるガスにより前記ガス袋が膨張して前記測定部位と前記測定部位囲繞部との間の空間を前記ガス袋が占有した後の前記ガス袋内の圧力値を用いて、第１閾値とこの第１閾値よりも高くかつ測定時目標加圧設定値以下の第２閾値を設定し、前記第１閾値から前記第２閾値に至るまでの前記加圧ポンプの吐出量を測定することを特徴とする非観血式血圧計。 - 請求項１に記載の非観血式血圧計において、
前記吐出量測定手段として、前記加圧ポンプには前記加圧ポンプ用のモーターの回転数をカウントするための回転数検出手段が設けられ、
この回転数検出手段の出力により前記モーターの回転数がカウントされ前記加圧ポンプの吐出量が算出されることを特徴とする非観血式血圧計。 - 加圧ポンプ用のモーターの回転数をカウントする回転数検出手段と、
被験者又は被験動物の測定部位を囲繞する測定部位囲繞部に設けられたガス袋内の圧力と、前記回転数検出手段でカウントされた前記モーターの回転数との関係に基づいて、前記被験者又は前記被験動物の測定部位周囲長を算出する測定部位周囲長算出手段と、を備え、
前記回転数検出手段は、
前記加圧ポンプから吐出されるガスにより前記ガス袋が膨張して前記測定部位と前記測定部位囲繞部との間の空間を前記ガス袋が占有した後の前記ガス袋内の圧力値を用いて、第１閾値とこの第１閾値よりも高くかつ測定時目標加圧設定値以下の第２閾値を設定し、前記第１閾値から前記第２閾値に至るまでの前記モーターの回転数を測定することを特徴とする非観血式血圧計。 - 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の非観血式血圧計において、
前記測定部位周囲長算出手段により算出された前記被験者又は前記被験動物の前記測定部位周囲長に基づいて血圧測定結果を補正する測定結果補正手段を設けたことを特徴とする非観血式血圧計。
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