JP4120100B2 - 非観血連続血圧推定装置および非観血連続血圧予測装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の循環器から非侵襲にて逐次得られ且つ血圧に関連して変動する循環情報から生体の動脈内血圧を推定または予測するための非観血連続血圧推定装置および非観血連続血圧予測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生体の血圧値を連続的に測定するため、生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度情報（すなわち脈波伝播速度および脈波伝播時間）を非侵襲で得られる信号に基づいて算出し、その逐次算出される脈波伝播速度情報から、予め記憶された関係を用いてその脈波伝播速度情報が算出された時点の生体の血圧値を連続的に推定する非侵襲連続血圧推定装置が提案されている。たとえば、実開平７−９３０５号公報や特開平７−３０８２９５号公報に記載された装置がそれである。
【０００３】
また、脈波伝播速度情報に基づいて生体の血圧値を連続的に推定する非侵襲連続血圧推定装置には、逐次推定される血圧値の変化傾向を把握できるようにトレンドグラフ形式で表示する表示器が設けられている場合がある。血圧の変化の程度および傾向は、短時間でみれば一定であるので、医者らは、そのトレンドグラフから患者の今後の血圧値を予測し、血圧値が異常範囲に入ることが予想される場合には、早期に対処することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記脈波伝播速度情報から決定された推定血圧値は、精度が不十分であった。そのため、圧迫帯を用いたコロトコフ音方式の自動血圧測定装置或いはオシロメトリック方式の自動血圧測定装置により測定された血圧値との間で頻繁な校正を必要とする不都合があった。また、推定血圧値のトレンドグラフから予想する血圧値は、医者らの主観的判断によるものであり、必ずしも正確な判断が行なわれるとは限らないという問題もあった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、推定血圧値に対して高い推定精度が得られる非観血連続血圧推定装置を提供するとともに、今後の血圧値を正確に予測することのできる非観血連続血圧予測装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は以上の事情を背景として種々検討を重ね、刻々と変化する血圧は過去の一定期間の循環器の状態により決定されていくという事実に着目した結果、現時点の循環情報だけでなく、過去の一定期間の循環情報をも用いて生体の推定血圧値を決定すると、推定血圧値の精度が向上することを見いだした。本発明はこのような知見に基づいて為されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための第１の手段】
すなわち、本目的を達成するための第１発明の要旨とするところは、生体の動脈内血圧を非侵襲にて連続的に推定するための非観血連続血圧推定装置であって、前記生体の循環器から非侵襲にて得られる循環情報を連続的に決定する循環情報決定手段と、生体の循環器から非侵襲にて得られた循環情報とそのときの該生体の血圧値とを用いて係数が予め決定された自己回帰モデルに基づいて、前記循環情報決定手段により決定された循環情報のうち、最新の循環情報を含む所定拍数分の循環情報から、該最新の循環情報が決定された時点の推定血圧値を逐次決定する推定血圧値決定手段とを、含むことにある。
【０００８】
【第１発明の効果】
このようにすれば、推定血圧値決定手段により、予め係数が決定された自己回帰モデルに基づいて、循環情報決定手段によって決定された、最新のものを含む所定拍数分の循環情報から、その最新の循環情報が決定された時点の推定血圧値が決定されるので、信頼性の高い推定血圧値が得られる。
【０００９】
【第１発明の他の態様】
ここで、好適には、前記循環情報決定手段の一つとして、前記生体の動脈における脈波伝播速度に関連する脈波伝播速度情報を連続的に算出する脈波伝播速度情報算出手段が用いられる。このようにすれば、脈波伝播速度情報算出手段によって逐次算出された、最新の脈波伝播速度情報を含む所定拍数分の脈波伝播速度情報から、その最新の脈波伝播速度情報が算出された時点の推定血圧値が逐次決定される。この脈波伝播速度情報は、生体の循環器から非侵襲にて連続的に得られる情報のうち、最もよく生体の血圧値の変動に対応する情報の一つであるので、推定血圧値決定手段により逐次決定される推定血圧値の精度が一層高くなる。
【００１０】
また、好適には、前記循環情報決定手段の一つとして、前記生体の心拍周期に関連する心拍周期情報を連続的に算出する心拍周期情報算出手段および前記生体の末梢部における容積脈波の面積に関連する容積脈波面積情報を連続的に算出する容積脈波面積情報算出手段の少なくとも一方がさらに用いられる。このようにすれば、推定血圧値決定手段により、脈波伝播速度情報算出手段によって算出された脈波伝播速度情報と、生体の血圧値に関連して変化する心臓側のパラメータである心拍周期情報および生体の血圧値に関連して変化する末梢側のパラメータである容積脈波面積情報の少なくとも一方とを含む、少なくとも２つの循環情報が用いられて推定血圧値が決定されるので、推定血圧値の精度がより一層高くなる。
【００１１】
また、好適には、前記非観血連続血圧推定装置は、前記循環情報決定手段により決定された生体の循環情報とその生体の血圧値とに基づいて前記自己回帰モデルを修正するモデル修正手段をさらに含むものである。このようにすれば、モデル修正手段により生体毎の循環情報と血圧値とに基づいて前記自己回帰モデルが修正されるので、推定血圧値の精度がより一層高くなる。
【００１２】
【課題を解決するための第２の手段】
また、前記目的を達成するための第２発明の要旨とするところは、生体の動脈内血圧を非侵襲にて連続的に予測するための非観血連続血圧予測装置であって、(a) 前記生体の循環器から非侵襲にて連続的に得られる循環情報を決定する循環情報決定手段と、(b) 所定拍数分の循環情報から所定拍数後の予測循環情報を決定するための予め設定された自己回帰モデルを用いて、前記循環情報決定手段により実際に決定された循環情報に基づいて、将来の予測循環情報を逐次決定する予測循環情報決定手段と、(c) 所定拍数分の循環情報から所定拍数後の予測血圧値を決定するための予め設定された自己回帰モデルを用いて、前記循環情報決定手段により実際に決定された循環情報および前記予測循環情報決定手段により決定された予測循環情報の少なくとも一方に基づいて、将来の予測血圧値を逐次決定する予測血圧値決定手段とを、含むことにある。
【００１３】
【第２発明の効果】
このようにすれば、予測循環情報決定手段により、所定拍数分の循環情報から所定拍数後の予測循環情報を決定するための自己回帰モデルを用いて、実際に決定された循環情報に基づいて将来の予測循環情報が逐次決定され、予測血圧値決定手段により、所定拍数分の循環情報から所定拍数後の予測血圧値を決定するための自己回帰モデルを用いて、循環情報決定手段によって実際に決定された循環情報および予測循環情報決定手段によって決定された予測循環情報の少なくとも一方に基づいて将来の予測血圧値が逐次決定されるので、今後の血圧値を正確に予測することができる。
【００１４】
【第２発明の他の態様】
ここで、好適には、前記非観血連続血圧予測装置は、前記生体の動脈から発生する圧脈波を検出するための圧脈波センサと、その圧脈波センサを前記動脈に向かって押圧する押圧装置と、前記動脈の血管壁の一部が略平坦となるように予め決定した最適押圧力で前記押圧装置により前記圧脈波センサを押圧させ且つその最適押圧力を維持させる最適押圧力制御手段と、予め設定された関係から、前記圧脈波センサにより検出された圧脈波の大きさに基づいて、その生体の監視血圧値を連続的に決定する監視血圧値連続決定手段とを、さらに含み、前記予測血圧値決定手段は、前記循環情報として、前記監視血圧値連続決定手段により連続的に決定された監視血圧値を少なくとも用いて、将来の予測血圧値を逐次決定するものである。このようにすれば、押圧装置の圧脈波センサを押圧する押圧力が、最適押圧力制御手段により、圧脈波センサにより押圧される血管の一部が略平坦となるように予め決定した最適押圧力に制御され、監視血圧値連続決定手段により、予め設定された関係から、圧脈波センサにより出力された圧脈波の大きさに基づいて生体の監視血圧値が連続的に決定され、前記予測血圧値決定手段では、前記循環情報として、監視血圧値連続決定手段により連続的に決定された監視血圧値が少なくとも用いられて、将来の予測血圧値が逐次決定される。すなわち、信頼性のある監視血圧値が用いられて、所定拍数後の予測血圧値が決定されるので、精度の高い予測血圧値を決定することができる。
【００１５】
また、好適には、前記循環情報決定手段の一つとして、前記生体の動脈における脈波伝播速度に関連する脈波伝播速度情報を連続的に算出する脈波伝播速度情報算出手段が用いられる。このようにすれば、予測血圧値決定手段により、脈波伝播速度情報算出手段によって算出された脈波伝播速度情報に基づいて予測血圧値が逐次決定される。この脈波伝播速度情報は、生体の循環器から非侵襲にて連続的に得られる情報のうち、最もよく生体の血圧値の変動に対応する情報の一つであるので、予測血圧値決定手段により逐次決定される予測血圧値の精度が一層高くなる。
【００１６】
また、好適には、前記循環情報決定手段の一つとして、前記生体の心拍周期に関連する心拍周期情報を連続的に算出する心拍周期情報算出手段および前記生体の末梢部における容積脈波の面積に関連する容積脈波面積情報を連続的に算出する容積脈波面積情報算出手段の少なくとも一方がさらに用いられる。このようにすれば、予測血圧値決定手段により、脈波伝播速度情報算出手段によって算出された脈波伝播速度情報と、生体の血圧値に関連して変化する心臓側のパラメータである心拍周期情報および生体の血圧値に関連して変化する末梢側のパラメータである容積脈波面積情報の少なくとも一方とを含む、少なくとも２つの循環情報に基づいて予測血圧値が決定されるので、予測血圧値の精度がより一層高くなる。
【００１７】
また、好適には、前記非観血連続血圧予測装置は、前記循環情報決定手段により実際に決定された所定拍数分の循環情報およびそのときから所定拍数後のその循環情報とに基づいて、前記予測循環情報を決定するための自己回帰モデルを修正する予測循環情報モデル修正手段をさらに含むものである。このようにすれば、予測循環情報モデル修正手段により、生体毎の循環情報に基づいて前記予測循環情報を決定するための自己回帰モデルが修正されるので、予測循環情報決定手段により決定される予測循環情報の精度が高くなる。
【００１８】
また、好適には、前記非観血連続血圧予測装置は、前記循環情報決定手段により実際に決定された所定拍数分の循環情報およびそのときから所定拍数後のその生体の血圧値とに基づいて前記予測血圧値を決定するための自己回帰モデルを修正する予測血圧値モデル修正手段をさらに含むものである。このようにすれば、予測血圧値モデル修正手段により、生体毎の循環情報と血圧値とに基づいて前記予測血圧値を決定するための自己回帰モデルが修正されるので、予測血圧値決定手段により決定される予測血圧値の精度が高くなる。
【００１９】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、前記第１発明が適用された非観血連続血圧推定装置８の回路構成を説明するブロック線図である。
【００２０】
図１において、非観血連続血圧推定装置８は、ゴム製袋を布製帯状袋内に有してたとえば患者の上腕部１２に巻回されるカフ１０と、このカフ１０に配管２０を介してそれぞれ接続された圧力センサ１４、切換弁１６、および空気ポンプ１８とを備えている。この切換弁１６は、カフ１０内への圧力の供給を許容する圧力供給状態、カフ１０内を徐々に排圧する徐速排圧状態、およびカフ１０内を急速に排圧する急速排圧状態の３つの状態に切り換えられるように構成されている。
【００２１】
圧力センサ１４は、カフ１０内の圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰを静圧弁別回路２２および脈波弁別回路２４にそれぞれ供給する。静圧弁別回路２２はローパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰに含まれる定常的な圧力すなわちカフ圧ＰC を表すカフ圧信号ＳＫを弁別してそのカフ圧信号ＳＫをＡ／Ｄ変換器２６を介して電子制御装置２８へ供給する。
【００２２】
上記脈波弁別回路２４はバンドパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰの振動成分である脈波信号ＳＭ1 を周波数的に弁別してその脈波信号ＳＭ1 をＡ／Ｄ変換器２９を介して電子制御装置２８へ供給する。この脈波信号ＳＭ1 が表すカフ脈波は、患者の心拍に同期して図示しない上腕動脈から発生してカフ１０に伝達される圧力振動波すなわちカフ脈波であり、上記カフ１０、圧力センサ１４、および脈波弁別回路２４は、カフ脈波センサとして機能している。
【００２３】
上記電子制御装置２８は、ＣＰＵ３０，ＲＯＭ３２，ＲＡＭ３４，および図示しないＩ／Ｏポート等を備えた所謂マイクロコンピュータにて構成されており、ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３２に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ３４の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行することにより、Ｉ／Ｏポートから駆動信号を出力して切換弁１６および空気ポンプ１８を制御するとともに、表示器３６の表示内容を制御する。
【００２４】
心電誘導装置３８は、生体の所定の部位に貼り着けられる複数の電極３９を介して心筋の活動電位を示す心電誘導波、所謂心電図を連続的に検出するものであり、その心電誘導波を示す心電誘導信号ＳＭ2 を前記電子制御装置２８へ供給する。なお、この心電誘導装置３８は、心臓内の血液を大動脈へ向かって拍出開始する時期に対応する心電誘導波のうちのＱ波或いはＲ波を検出するためのものであることから、第１脈波検出装置として機能している。
【００２５】
光電脈波センサ４０は、毛細血管を含む末梢細動脈へ伝播した脈波を検出する第２脈波検出装置として機能するものであり、たとえば脈拍検出などに用いるものと同様に構成されており、生体の一部、たとえばカフ１０が巻回されていない側の手の指尖部、を収容可能なハウジング４２内には、ヘモグロビンによって反射可能な波長帯の赤色光或いは赤外光、好ましくは酸素飽和度によって影響を受けない８００ｎｍ程度の波長、を生体の表皮に向かって照射する光源である発光素子４４と、表皮内からの散乱光を検出する光検出素子４６とを備え、毛細血管内の血液容積に対応する光電脈波信号ＳＭ3 を出力し、Ａ／Ｄ変換器４８を介して電子制御装置２８へ供給する。この光電脈波信号ＳＭ3 は、一拍毎に脈動する信号であって、表皮内の毛細血管内のヘモグロビンの量すなわち血液量に対応している。
【００２６】
図２は、上記非観血連続血圧推定装置８における電子制御装置２８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、血圧測定手段６０は、カフ圧制御手段６２によってたとえば生体の上腕に巻回されたカフ１０の圧迫圧力を所定の目標圧力値ＰCM（たとえば、１８０mmHg程度の圧力値）まで急速昇圧させた後に３mmHg/sec程度の速度で徐速降圧させられる徐速降圧期間内において、順次採取される脈波信号ＳＭ1 が表す脈波の振幅の変化に基づきよく知られたオシロメトリック法を用いて最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA などを決定し、その決定された最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA などを表示器３６に表示させる。
【００２７】
脈波伝播速度情報算出手段６４は、図３に示すように心電誘導装置３８により逐次検出される心電誘導波の周期毎に発生する所定の部位たとえばＲ波から、光電脈波センサ４０により逐次検出される光電脈波の周期毎に発生する所定の部位（たとえば立ち上がり点或いは下ピーク点）までの時間差（脈波伝播時間）ＤＴを逐次算出する時間差算出手段を備え、その時間差算出手段により逐次算出される時間差ＤＴに基づいて、予め記憶される数式１から、被測定者の動脈内を伝播する脈波の伝播速度ＶM （m/sec ）を逐次算出する。尚、数式１において、Ｌ（ｍ）は左心室から大動脈を経て前記光電脈波センサ４０が装着される部位までの距離であり、ＴPEP （ｓec）は心電誘導波形のＲ波から大動脈起始部脈波の立ち上がり点或いは下ピーク点までの前駆出期間である。これらの距離Ｌおよび前駆出期間ＴPEP は定数であり、予め実験的に求められた値が用いられる。上記脈波伝播時間ＤＴおよび脈波伝播速度ＶM は、生体の動脈から非侵襲にて得られる循環情報であるので、脈波伝播速度情報算出手段６４は循環情報決定手段として機能する。
【００２８】
（数１）
ＶM ＝Ｌ／（ＤＴ−ＴPEP ）
【００２９】
心拍周期情報算出手段６６は、生体の心拍周期ＲＲに関連する心拍周期情報、たとえば心拍周期ＲＲ、心拍数ＨＲ、脈拍数、脈拍周期等を逐次算出する。この心拍周期情報は、生体の心臓または動脈から非侵襲にて得られる循環情報であるので、心拍周期情報算出手段６６も循環情報決定手段として機能する。
【００３０】
容積脈波面積情報算出手段６８は、生体の末梢部における容積脈波の面積に関連する容積脈波面積情報を逐次算出する。上記生体の末梢部における容積脈波の面積に関連する容積脈波面積情報には、たとえば、容積脈波の面積ＶＰ、その容積脈波面積ＶＰと心拍周期ＲＲの逆数との積（＝ＶＰ／ＲＲ）として定義する容積脈波面積比ＶＲ、その容積脈波面積比ＶＲと脈波振幅Ｌとの積（＝ＶＲ×Ｌ）として定義する振幅補正容積脈波面積比ＶＲ’、容積脈波面積ＶＰを心拍周期ＲＲと脈波振幅Ｌに基づいて正規化し、ＶＰ／（ＲＲ×Ｌ）なる演算が行なわれることにより求められる正規化脈波面積等が含まれる。たとえば、光電脈波センサ４０から入力される光電脈波は、図４に示すように、数ミリ或いは数十ミリ毎のサンプリング周期毎に入力される光電脈波の大きさを示す点の連なりにより構成されているので、その１周期ＲＲ内において光電脈波を積分（加算）することにより光電脈波の面積ＶＰが求められる。上記容積脈波面積情報は、生体の末梢動脈から非侵襲にて得られる循環情報であるので、容積脈波面積情報算出手段６８も循環情報決定手段として機能している。
【００３１】
上昇期間算出手段７０は、容積脈波が上昇する期間であるＵ−ｔｉｍｅ（立ち上がり時間）を逐次算出する。すなわち、図４にも示されるように、脈波の立ち上がり点およびその脈波のピークトップを検出し、その立ち上がり点からピークトップまでの時間を算出する。このＵ−ｔｉｍｅも、上記容積脈波面積情報と同様に生体の末梢動脈から非侵襲にて得られる循環情報であるので、上昇期間算出手段７０も循環情報決定手段として機能している。
【００３２】
循環情報記憶手段７２は、循環情報決定手段により決定された循環情報を、電子制御装置２８のＲＡＭ３４内の所定の記憶領域に逐次記憶する。たとえば、脈波伝播速度情報算出手段６４により連続的に算出された脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期情報算出手段６６により連続的に算出された心拍周期ＲＲ・容積脈波面積情報算出手段６８により連続的に算出された容積脈波面積比ＶＲ・上昇期間算出手段７０により連続的に算出されたＵ−ｔｉｍｅを、電子制御装置２８のＲＡＭ３４内の所定の記憶領域に逐次記憶する。
【００３３】
モデル修正手段７３は、生体の循環器から非侵襲にて得られた循環情報とそのときのその生体の血圧値ＢＰを用いて係数が予め決定された自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１を、循環情報記憶手段７２によりＲＡＭ３４に記憶された循環情報と、血圧測定手段６０により測定された血圧値ＢＰとに基づいて決定することにより、自己回帰モデルＡＲ１を修正する。上記自己回帰モデルＡＲ１は、たとえば、数式２に示すものであり、連続するｍ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅの線形結合により、そのｍ拍のうち最新の時点の推定血圧値ＥＢＰを表すモデルである。数式２において、ｋは係数である。また、カッコ内の数値は最新の時点から何拍前の情報であるかを表し、たとえば、ＤＴ（０）は最新の脈波伝播時間を意味し、ＤＴ（−１）はその最新の時点の一拍前の脈波伝播時間を意味する。数式２のように複数の循環情報に基づいて推定血圧値ＥＢＰが決定されるモデルの場合は、多変量自己回帰モデルという。ここで、まず、定数項Ｃ１の決定について説明する前に、自己回帰モデルＡＲ１の係数ｋの決定について説明する。
【００３４】
【００３５】
自己回帰モデルＡＲ１の係数ｋを決定するには、連続するｍ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅとそのｍ拍分のうち最新の時点において測定された血圧値ＢＰとを一組とする情報が、係数ｋの数以上必要である。すなわち、係数ｋの数はｍ×４であるので、上記情報の組がｍ×４組以上必要となる。そのため、この係数ｋの決定においては、まず、連続的に生体の血圧値ＢＰが測定できる連続血圧値測定装置と、前記脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅを連続的に決定するための装置（たとえば本実施例の非観血連続血圧推定装置８）を同じ生体の装着して、上記一組の情報を多数組得る。この作業を複数の生体に対して行なうことにより、複数人について、上記一組の情報を少なくともｍ×４組以上の多数組得る。そして、それらの多数組の情報に基づいて最小自乗法により係数ｋおよび定数項Ｃ１を予め決定する。なお、上記連続血圧値測定装置としては、後述する他の実施例において用いられている圧脈波に基づいて血圧値を連続的に決定する形式、容積補償法により血圧値を連続的に測定する形式、脈波伝播速度情報に基づいて血圧値を連続的に決定する形式等の非観血的連続血圧値測定装置、または動脈血管にカテーテルを挿入して血圧値を測定する形式の観血的連続血圧測定装置等が用いられる。
【００３６】
また、上記自己回帰モデルＡＲ１は、最新の循環情報からｍ拍前までの循環情報に基づいて推定血圧値ＥＢＰが決定されるが、何拍前の循環情報まで用いて推定血圧値ＥＢＰを決定するか、すなわちｍの大きさは、２以上の一定値であればよく、好ましくは、この自己回帰モデルＡＲ１の最終予測誤差ＦＰＥを最小に するように決定され、たとえば６０である。
【００３７】
上記のようにして予め係数ｋが決定された自己回帰モデルＡＲ１は、複数人について測定された循環情報と血圧値とに基づいてその係数ｋが決定されていることから、多くの人に適合する汎用的な関係である。しかし、後述する推定血圧値決定手段７４により決定される推定血圧値ＥＢＰの精度をさらに高めるため、モデル修正手段７３では、各個人について実際に測定された循環情報と血圧値ＢＰとに基づいて、自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１を決定することにより、自己回帰モデルＡＲ１を修正するのである。すなわち、血圧測定手段６０により測定された血圧値ＢＰ（最高血圧値ＢＰSYS ・平均血圧値ＢＰMEAN・最低血圧値ＢＰDIA のいずれか一つ）と、循環情報記憶手段７２によりＲＡＭ３４に記憶された循環情報のうち、血圧値ＢＰが測定された時点のｍ拍分の循環情報とを、自己回帰モデルＡＲ１に代入することにより、定数項Ｃ１を決定するのである。なお、血圧値ＢＰが測定された時点とは、血圧測定手段６０による血圧測定中だけでなく、その血圧測定の直前および直後であってもよい。
【００３８】
推定血圧値決定手段７４は、上記自己回帰モデルＡＲ１に基づいて、循環情報記憶手段７２によりＲＡＭ３４に記憶されている循環情報のうち、最新の循環情報を含む所定拍数分を用いて、その最新の循環情報が決定された時点の推定血圧値ＥＢＰを逐次決定する。ここで決定される推定血圧値ＥＢＰは、モデル修正手段７３において用いられたものと同じであり、たとえば、モデル修正手段７３において最高血圧値ＢＰSYS に基づいて定数項Ｃ１が決定された場合、推定血圧値は推定最高血圧値ＥＢＰSYS になる。また、上記所定拍数は、自己回帰モデルＡＲ１に代入される拍数であることから、ｍ拍分となる。
【００３９】
表示手段７６は、推定血圧値決定手段７４により決定された推定血圧値ＥＢＰを、表示器３６の所定の表示領域に表示させる。血圧測定起動手段７８は、推定血圧値決定手段７４により決定された推定血圧値ＥＢＰが予め設定された判断基準値を越えたことに基づいて、前記血圧測定手段６０による血圧測定を起動させる。すなわち、血圧測定起動手段７８は、推定血圧値決定手段７４により決定された推定血圧値ＥＢＰが予め設定された判断基準値たとえば血圧測定手段６０による前回のカフによる血圧測定時を基準としてそれから所定値或いは所定割合以上変化したことを以て異常判定する推定血圧値異常判定手段としても機能し、推定血圧値ＥＢＰの異常が判定され場合に前記血圧測定手段６０による血圧測定を起動させる。
【００４０】
図５および図６は、上記非観血連続血圧推定装置８の電子制御装置２８における制御作動の要部を説明するフローチャートであって、図５は、初回の起動時および図６においてカフ１０による血圧測定の起動が判断された場合に実行される血圧測定ルーチンであり、カフ１０による血圧測定を実行するとともに、自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１を決定する。図６は、図５の血圧測定ルーチンにより自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１が決定された後に実行される推定血圧値ＥＢＰ決定ルーチンである。
【００４１】
図５において、まず前記カフ圧制御手段６２に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略する。）およびＳＡ２では、切換弁１６が圧力供給状態に切り換えられ且つ空気ポンプ１８が駆動されることにより、血圧測定のためにカフ１０の急速昇圧が開始されるとともに、カフ圧ＰC が１８０mmHg程度に予め設定された目標圧迫圧ＰCM以上となったか否かが判断される。このＳＡ２の判断が否定された場合は、上記ＳＡ１以下が繰り返し実行されることによりカフ圧ＰC の上昇が継続される。
【００４２】
しかし、カフ圧ＰC の上昇により上記ＳＡ２の判断が肯定されると、前記血圧測定手段６０に対応するＳＡ３において、血圧測定アルゴリズムが実行される。すなわち、空気ポンプ１８を停止させ且つ切換弁１６を徐速排圧状態に切り換えてカフ１０内の圧力を予め定められた３mmHg/sec程度の緩やかな速度で下降させることにより、この徐速降圧過程で逐次得られる脈波信号ＳＭ1 が表す脈波の振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリック方式の血圧値決定アルゴリズムに従って最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA が測定され、切換弁１６が急速排圧状態に切り換えられてカフ１０内が急速に排圧される。
【００４３】
続くＳＡ４では、上記ＳＡ３において測定された最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA が、表示器３６に表示される。
【００４４】
続くＳＡ５では、心電波形のＲ波および光電脈波の一脈波分が入力されたか否かが判断される。このＳＡ５の判断が否定された場合はＳＡ５が繰り返し実行されるが、肯定された場合は、続く脈波伝播速度情報算出手段６４に対応するＳＡ６において、上記ＳＡ５で入力された心電波形のＲ波から光電脈波の立ち上がり点までの時間差すなわち脈波伝播時間ＤＴ(msec)が決定される。
【００４５】
続く心拍周期情報算出手段６６に対応するＳＡ７では、ＳＡ５で入力された心電誘導波形のＲ波の時間間隔から心拍周期ＲＲ(sec) が算出され、続く容積脈波面積情報算出手段６８に対応するＳＡ８では、ＳＡ５で入力された光電脈波の１脈波分の面積ＶＰを、上記ＳＡ７で算出された心拍周期ＲＲで割ることにより容積脈波面積比ＶＲ（＝ＶＰ／ＲＲ）が算出され、続く上昇期間算出手段７０に対応するＳＡ９では、ＳＡ５で入力された光電脈波の立ち上がり点からピークトップまでのＵ−ｔｉｍｅが算出される。
【００４６】
次いで、循環情報記憶手段７２に対応するＳＡ１０では、上記ＳＡ６乃至ＳＡ９において循環情報として算出された情報、すなわち、脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅが、ＲＡＭ３４の所定の記憶領域に逐次記憶される。
【００４７】
続くＳＡ１１では、上記ＳＡ１０においてｍ拍分（すなわち自己回帰モデルＡＲ１の次数分）以上の循環情報が記憶されたか否かが判断される。当初はこの判断が否定されるので、上記ＳＡ５以降が繰り返されるが、この判断が肯定された場合は、モデル修正手段７３に対応するＳＡ１２が実行される。
【００４８】
そのＳＡ１２では、前記ＳＡ３において決定された血圧値ＢＰ（たとえば最高血圧値ＢＰSYS ）と、上記ＳＡ１０で記憶されたｍ拍分の循環情報（ＤＴ・ＲＲ・ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ）とが、自己回帰モデルＡＲ１に代入されることにより、その自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１が決定される。そして、続いて、図６の推定血圧値ＥＢＰ決定ルーチンが実行される。
【００４９】
図６において、まずＳＢ１乃至ＳＢ６では、図５のＳＡ５乃至ＳＡ１０と同様の処理が行なわれる。すなわち、ＳＢ１では、心電波形のＲ波および光電脈波の一脈波分が入力されたか否かが判断され、脈波伝播速度情報算出手段６４に対応するＳＢ２では脈波伝播時間ＤＴが算出され、心拍周期情報算出手段６６に対応するＳＢ３では心拍周期ＲＲ(sec) が算出され、容積脈波面積情報算出手段６８に対応するＳＢ４では容積脈波面積比ＶＲが算出され、上昇期間算出手段７０に対応するＳＢ５ではＵ−ｔｉｍｅが算出され、循環情報記憶手段７２に対応するＳＢ６では、上記ＳＢ２乃至ＳＢ５において算出された脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅが、ＲＡＭ３４の所定の記憶領域に逐次記憶される。
【００５０】
続く推定血圧値決定手段７４に対応するＳＢ７では、ＲＡＭ３４の所定の記憶領域に記憶されている循環情報のうち、直前にＳＢ２乃至ＳＢ５で算出された循環情報（すなわち最新の循環情報）からｍ−１拍前までのｍ拍分の循環情報が、図５のＳＡ１２で定数項Ｃ１が決定された自己回帰モデルＡＲ１に代入されることにより、その最新の循環情報が算出された時点の推定血圧値ＥＢＰが決定される。
【００５１】
続く表示手段７６に対応するＳＢ８では、ＳＢ７で決定された推定血圧値ＥＢＰが、図７に示すようにトレンドグラフ形式で表示器３６に表示される。
【００５２】
次いで、前記血圧測定起動手段７８に対応するＳＢ９では、上記ＳＢ７で決定された推定血圧値ＥＢＰが予め設定された判断基準値を超えたか否かが判断される。このＳＢ９の判断が肯定された場合は、続くＳＢ１０において、表示器３６に推定血圧値ＥＢＰの異常を示す表示がされた後に、信頼性のあるカフ１０による血圧値ＢＰを得るために、前述の図５の血圧測定ルーチンが実行される。
【００５３】
一方、上記ＳＢ９の判断が否定された場合は、ＳＢ１１において、前回カフ１０による血圧測定が実行されてからの経過時間が予め設定された１５乃至２０分程度の血圧測定周期（すなわち較正周期）ＴB を経過したか否かが判断される。この判断が否定された場合は、本ルーチンが繰り返され、肯定された場合は、周期的に到来する自己回帰モデルＡＲ１を較正周期であるので、前述の図５の血圧測定ルーチンが実行されて、自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１が再決定される。
【００５４】
上述のように、本実施例によれば、予め係数ｋが決定された自己回帰モデルＡＲ１に基づいて、推定血圧値決定手段７４（ＳＢ７）により、脈波伝播速度情報算出手段６４（ＳＢ２）・心拍周期情報算出手段６６（ＳＢ３）・容積脈波面積情報算出手段６８（ＳＢ４）・上昇期間算出手段７０（ＳＢ５）によって決定された、最新のものを含むｍ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅから、その最新の脈波伝播時間ＤＴ等が決定された時点の生体の推定血圧値ＥＢＰが決定されるので、信頼性の高い推定血圧値ＥＢＰが得られる。
【００５５】
また、本実施例によれば、循環情報決定手段として、脈波伝播時間ＤＴを連続的に算出する脈波伝播速度情報算出手段６４（ＳＢ２）・心拍周期ＲＲを連続的に算出する心拍周期情報算出手段６６（ＳＢ３）・容積脈波面積比ＶＲを連続的に算出する容積脈波面積情報算出手段６８（ＳＢ４）が用いられていることから、推定血圧値決定手段７４（ＳＢ７）によって、生体の循環器から非侵襲にて連続的に得られる情報のうち最もよく生体の血圧値の変動に対応する情報の一つである脈波伝播時間ＤＴ・生体の血圧値に関連して変化する心臓側のパラメータである心拍周期ＲＲ・生体の血圧値に関連して変化する末梢側のパラメータである容積脈波面積比ＶＲが用いられて推定血圧値ＥＢＰが決定されるので、推定血圧値ＥＢＰの精度が一層高くなる。
【００５６】
また、本実施例によれば、モデル修正手段７３（ＳＡ１２）により生体毎の循環情報と血圧値ＢＰとに基づいて自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１が決定されるので、推定血圧値ＥＢＰの精度がより一層高くなる。
【００５７】
次に、第２発明の一実施例を説明する。なお、以下の実施例において前述の実施例と共通する部分は同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５８】
図８は、第２発明が適用された非観血連続血圧予測装置８０の構成を示すブロック図である。圧脈波検出プローブ８２は、図９に詳しく示すように、容器状を成すセンサハウジング８４を収容するケース８６と、このセンサハウジング８４を撓骨動脈８８の幅方向に移動させるためにそのセンサハウジング８４に螺合され且つケース８６の駆動部９０内に設けられた図示しないモータによって回転駆動されるねじ軸９２とを備えている。上記ケース８６には装着バンド９４が取りつけられており、上記容器状を成すセンサハウジング８４の開口端が人体の体表面９６に対向する状態で装着バンド９４によりカフ１０が巻回されていない側たとえば左側の手首９８に着脱可能に取り付けられるようになっている。上記センサハウジング８４の内部には、ダイヤフラム１００を介して圧脈波センサ１０２が相対移動可能かつセンサハウジング８４の開口端からの突出し可能に設けられており、これらセンサハウジング８４およびダイヤフラム１００等によって圧力室１０４が形成されている。この圧力室１０４内には、空気ポンプ１０６から調圧弁１０８を経て圧力空気が供給されるようになっており、これにより、圧脈波センサ１０２は圧力室１０４内の圧力に応じた押圧力で前記体表面９６に押圧される。なお、本実施例では、圧脈波センサ１０２の押圧力は圧力室１０４内の圧力（単位：mmHg）で示される。
【００５９】
上記センサハウジング８４およびダイヤフラム１００は、圧脈波センサ１０２を撓骨動脈８８に向かって押圧する押圧装置１１０を構成しており、押圧装置１１０は後述する最適押圧力ＰHDPOで圧脈波センサ１０２を押圧する。そして、上記ねじ軸９２および図示しないモータは、圧脈波センサ１０２が押圧される押圧位置をその撓骨動脈８８の幅方向に移動させて変更する押圧位置変更装置すなわち幅方向移動装置１１２を構成している。
【００６０】
上記圧脈波センサ１０２は、たとえば、単結晶シリコン等から成る半導体チップから成る押圧面１１４に多数の半導体感圧素子（図示せず）が撓骨動脈８８の幅方向すなわちねじ軸９２と平行な圧脈波センサ１０２の移動方向に０．２mm程度の一定の間隔で配列されて構成されており、手首９８の体表面９６の撓骨動脈８８上に押圧されることにより、撓骨動脈８８から発生して体表面９６に伝達される圧力振動波すなわち圧脈波を検出し、その圧脈波を表す圧脈波信号ＳＭ4 をＡ／Ｄ変換器１１６を介して電子制御装置２８へ供給する。図１０は、圧脈波センサ１０２により検出された圧脈波信号ＳＭ4 の一例を示している。
【００６１】
電子制御装置２８のＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３２に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ３４の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行し、空気ポンプ１０６および調圧弁１０８へ図示しない駆動回路を介して駆動信号を出力して圧力室１０４内の圧力を調節する。電子制御装置２８は、たとえば圧脈波信号ＳＭ4 の検出に際しては、幅方向移動装置１１２により、圧脈波センサ１０２を撓骨動脈８８の略真上となる最適押圧位置に位置するように移動させた後、圧力室１０４内の徐速圧力変化過程で逐次得られる圧脈波に基づいて撓骨動脈８８の血管壁の一部を略平坦とするための圧脈波センサ１０２の最適押圧力ＰHDPOを決定し、その最適押圧力ＰHDPOを維持するように調圧弁１０８を制御する。また、電子制御装置２８は、カフ１０を用いて測定された最高血圧値ＢＰSYS および最低血圧値ＢＰDIA と、上記最適押圧力ＰHDPOが維持された状態で圧脈波センサ１０２の半導体感圧素子のうちの撓骨動脈８８の真上に位置する中心位置圧力検出素子（アクティブエレメント）により検出された圧脈波の最高値ＰMmaxおよび最低値ＰMminとに基づいて、測定された血圧値ＢＰと圧脈波の大きさＰM （絶対値）との間の対応関係を求め、この対応関係から、圧脈波センサ１０２により逐次検出される圧脈波の大きさＰM （mmHg）すなわち最高値（上ピーク値）ＰMmaxおよび最低値（下ピーク値）ＰMminに基づいて最高血圧値ＭＢＰSYS および最低血圧値ＭＢＰDIA （監視血圧値またはモニタ血圧値）を逐次決定し、表示器３６において、その決定した最高血圧値ＭＢＰSYS および最低血圧値ＭＢＰDIA を１拍毎に数値表示させ、最高血圧値ＭＢＰSYS または最低血圧値ＭＢＰDIA を示す波形を連続的に表示させる。
【００６２】
上記対応関係は、たとえば図１１に示すものであり、数式３により表される。この数式３において、Ａは傾きを示す定数、Ｂは切片を示す定数である。
【００６３】
（数３）
ＭＢＰ＝Ａ・ＰM ＋Ｂ
【００６４】
図１２は、上記のように構成された非観血連続血圧推定装置８０における演算制御装置２８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【００６５】
最適押圧力制御手段１２０は、最適押圧位置に位置させられた圧脈波センサ１０２の押圧力を連続的に変化させ、その変化過程で得た圧脈波に基づいて最適押圧力を決定し、圧脈波センサ１０２を最適押圧力ＰHDPOにて押圧させる。最適押圧力ＰHDPOとは、たとえば図１３に示すように、最適押圧力ＰHDPOを十分に含む範囲で押圧力を連続的に増加させる過程で、圧脈波センサ１０２のアクティブエレメントから得られた脈波振幅の最大値を中心とする所定範囲内の押圧値、および／またはその押圧力変化過程で得た圧脈波信号ＳＭ4 の下ピーク値ＳMminと圧脈波センサ１０２の押圧力とを示す二次元図表においてその下ピーク値ＳMminを結ぶ曲線（図１３の破線）に形成される平坦部の中央を中心とする所定範囲内の押圧値である。
【００６６】
関係決定手段１２２は、圧脈波センサ１０２の押圧面１１４に配列された複数の圧力検出素子のうち中心位置圧力検出素子（アクティブエレメント）により検出される圧脈波の大きさＰM と血圧測定手段６０により測定された血圧値ＢＰとの間の対応関係をたとえば図１１に示すように予め決定する。監視血圧値連続決定手段１２４は、その対応関係から、圧脈波センサ１０２の押圧面１１４に配列された複数の圧力検出素子のうちたとえば上記中心位置圧力検出素子により検出される圧脈波の大きさに基づいて生体の監視血圧値ＭＢＰ（監視最高血圧値ＭＢＰSYS 、監視平均血圧値ＭＢＰMEAN、監視最低血圧値ＭＢＰDIA の少なくとも一つ）を連続的に決定し、且つ、その監視血圧値ＭＢＰを表示器３６に逐次表示する。この監視血圧値ＭＢＰは、生体の撓骨動脈８８から非侵襲にて得られる撓骨動脈圧波形に基づく循環情報であるので、監視血圧値連続決定手段１２４は循環情報決定段として機能している。
【００６７】
循環情報記憶手段１２６は、脈波伝播速度情報算出手段６４・心拍周期情報算出手段６６・容積脈波面積情報算出手段６８・上昇期間算出手段７０によりそれぞれ連続的に算出された情報、および監視血圧値連続決定手段１２４により連続的に決定された監視血圧値ＭＢＰを、電子制御装置２８のＲＡＭ３４内の所定の記憶領域に逐次記憶する。
【００６８】
予測循環情報決定手段１２８は、連続するｎ拍分の循環情報から、そのｎ拍分のうちの最新の循環情報が得られた時からｓ拍後の予測循環情報を決定するための予め設定された自己回帰モデルを用いて、循環情報決定手段により実際に決定された循環情報に基づいて、将来の予測循環情報を決定する。すなわち、予測循環情報決定手段１２８は、上記予め設定された自己回帰モデルを用いて、循環情報決定手段により実際に決定された循環情報のｎ拍分から、そのｎ拍分のうち最新の時点よりもｓ拍後の予測循環情報（上記自己回帰モデルに入力される循環情報が複数種類ある場合はそのうちのいずれか一つの予測値）を決定し、さらに、その予測循環情報を含む連続するｎ拍分の循環情報から、上記自己回帰モデルを用いて、さらに先の予測循環情報を決定し、この繰り返しにより予め設定されたｕ拍後までの予測循環情報を逐次決定する。
【００６９】
数式４は、循環情報として、脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰが用いられ、予測循環情報として予測脈波伝播速度ＤＴ（ｓ）が決定される場合の自己回帰モデルＡＲ２の一例を示している。自己回帰モデルＡＲ２は、連続するｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰの線形結合により、そのｎ拍のうち最新の時点よりもｓ拍後の予測脈波伝播時間ＤＴ（ｓ）を表すモデルである。数式４において、ａは予め決定される係数、Ｃ２は定数項、ｎ，ｓは自然数であり、カッコ内の数値は、最新の時点から何拍離れているかを示し、たとえば、ＤＴ（０）は最新の脈波伝播時間を意味し、ＤＴ（−１）はその最新の時点の一拍前を意味し、ＤＴ（ｓ）はその最新の脈波伝播時間からｓ拍後の予測脈波伝播時間を意味する。
【００７０】
【００７１】
上記自己回帰モデルＡＲ２の係数ａを決定するには、連続するｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰ（監視最高血圧値ＭＢＰSYS 、監視平均血圧値ＭＢＰMEAN、監視最低血圧値ＭＢＰDIA のいずれか一つ）とそのｎ拍分のうち最新の時点からｓ拍後の脈波伝播時間ＤＴとを一組とする実際に測定された情報が、係数ａの数以上必要である。すなわち、係数ａの数はｎ×５であるので、上記情報の組がｎ×５組以上必要となる。そのため、この係数ａの決定においては、多数人から予め上記一組の情報を少なくともｎ×５組以上の多数組蓄積する。そして、その蓄積された多数組の情報に基づいて最小自乗法により係数ａおよび定数項Ｃ２を予め決定する。
【００７２】
また、心拍周期ＲＲのｓ拍後の予測値すなわち予測心拍周期ＲＲ（ｓ）、容積脈波面積比ＶＲのｓ拍後の予測値すなわち予測容積脈波面積比ＶＲ（ｓ）、Ｕ−ｔｉｍｅのｓ拍後の予測値すなわち予測Ｕ−ｔｉｍｅ（ｓ）も、同様にして予め係数ｂ，ｃ，ｄが決定された自己回帰モデルＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５にに基づいて決定される。なお、循環情報には、前述のように監視血圧値ＭＢＰも含まれるが、予測循環情報決定手段１２８は、脈波伝播速度情報・心拍周期情報・容積脈波面積情報・上昇期間のうちの少なくとも一つについて予測値を決定するものとし、監視血圧値ＭＢＰの予測値すなわち予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）は後述する予測血圧値決定手段１３０により決定される。
【００７３】
また、それら自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５は、ｎ拍分の循環情報に基づいて、そのｎ拍分の循環情報のうち最新のもののｓ拍後の予測循環情報が決定される関係を表しているが、ｎの大きさ（すなわち入力される循環情報の拍数）は予め実験に基づいて決定される２以上の一定値であり、ｓの大きさ（すなわち何拍後の予測値が決定されるか）は予め実験に基づいて決定される１乃至４の一定値である。たとえば、ｎは自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５の最終予測誤差ＦＰＥを最小にするように決定され、たとえば６０である。
【００７４】
予測循環情報モデル修正手段１２９は、脈波伝播速度情報算出手段６４・心拍周期情報算出手段６６・容積脈波面積情報算出手段６８・上昇期間算出手段７０・監視血圧値連続決定手段１２４により実際に決定されたｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰと、そのｎ拍分のうち最新のものからｓ拍後に実際に決定された循環情報（脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅのいずれか一つ）とに基づいて、上記自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５の定数項Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５を決定することにより、自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５を修正する。前述のようにして予め係数ａ，ｂ，ｃ，ｄが決定された自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５は、複数人から測定された循環情報に基づいて係数ａ，ｂ，ｃ，ｄが決定されていることから、多くの人に適合する汎用的な関係であるが、予測循環情報決定手段１２８で決定される予測循環情報の精度をさらに高めるために、各個人について実際に測定された循環情報に基づいて定数項Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５を決定するのである。
【００７５】
予測血圧値決定手段１３０は、連続するｎ拍分の循環情報から、そのｎ拍分のうちの最新の循環情報が得られた時よりもｓ拍後の予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定するための予め設定された自己回帰モデルを用いて、前記前記循環情報決定手段により実際に決定された循環情報および予測循環情報決定手段１２８により決定された予測循環情報の少なくとも一方に基づいて、将来の予測血圧値を決定する。すなわち、予測血圧値決定手段１３０は、上記予め設定された自己回帰モデルを用いて、まず、循環情報決定手段により実際に決定された循環情報のｎ拍分から、そのｎ拍分の循環情報のうち最新のものよりもｓ拍後の予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定し、さらに、その予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）および／または前記循環情報決定手段１２８により決定された予測循環情報を含む連続するｎ拍分の循環情報から、上記自己回帰モデルを用いて、さらに先の予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定し、この繰り返しにより予め設定されたｕ拍後までの予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を逐次決定する。
【００７６】
数式５は、循環情報として、脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰが用いられて予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）が決定される場合の自己回帰モデルＡＲ６の一例を示している。自己回帰モデルＡＲ６は、連続するｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰの線形結合により、そのｎ拍のうち最新の時点のｓ拍後の監視血圧値ＭＢＰ（ｓ）を表すモデルである。数式５において、ｅは予め決定される係数、Ｃ６は定数項、ｎ，ｓは自然数であり、カッコ内の数値は、最新の時点から何拍離れているかを示している。
【００７７】
【００７８】
上記自己回帰モデルＡＲ６の係数ｅおよび定数項Ｃ６も、前記予測循環情報決定手段において用いられる自己回帰モデルＡＲ２乃至５と同様にして決定されている。すなわち、連続するｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰ（監視最高血圧値ＭＢＰSYS 、監視平均血圧値ＭＢＰMEAN、監視最低血圧値ＭＢＰDIA のいずれか一つ）とそのｎ拍分のうち最新の時点からｓ拍後の監視血圧値ＭＢＰ（たとえばｎ拍分が監視最高血圧値ＭＢＰSYS のときはｓ拍後も監視最高血圧値ＭＢＰSYS ）とを一組とする実際に測定された情報が、多数人から、予め少なくともｎ×５組以上の多数組蓄積されて、その蓄積された多数組の情報に基づいて最小自乗法により予め決定されている。また、ｎの大きさも、前述の自己回帰モデルＡＲ２乃至５と同様に実験により決定される一定値である。
【００７９】
上記自己回帰モデルＡＲ６に、循環情報決定手段により実際に決定されたｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰを入力すると、そのｎ拍分のうち最新のものよりもｓ拍後の予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）が決定される。また、前記自己回帰モデルＡＲ２乃至５にも同様の情報を入力すると、ｓ拍後の予測脈波伝播時間ＤＴ（ｓ）等が決定される。たとえば、ｓを１とすると現時点の一拍先の予測血圧値ＭＢＰ（１）・予測脈波伝播時間ＤＴ（１）等が決定できる。そして、この予測血圧値ＭＢＰ（１）・予測脈波伝播時間ＤＴ（１）等を最新の情報とするｎ拍分の情報を、自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ６に入力すると、さらに一拍先の予測血圧値ＭＢＰ（２）等が決定できるので、この繰り返しにより、予め設定されたｕ拍先（ｕは自然数、ｕ＞ｓ）までの予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定できるのである。
【００８０】
予測血圧値モデル修正手段１３１は、脈波伝播速度情報算出手段６４・心拍周期情報算出手段６６・容積脈波面積情報算出手段６８・上昇期間算出手段７０・監視血圧値連続決定手段１２４により実際に決定されたｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰと、そのｎ拍分のうち最新のものからｓ拍後に実際に決定された監視血圧値ＭＢＰとに基づいて、上記自己回帰モデルＡＲ６の定数項Ｃ６を決定することにより、自己回帰モデルＡＲ６を修正する。予め係数ｅが決定された自己回帰モデルＡＲ６は、多くの人に適合する汎用的な関係であるので、予測循環情報決定手段１３０で決定される予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）の精度をさらに高めるために、各個人について実際に測定された循環情報に基づいて定数項Ｃ６を決定するのである。
【００８１】
表示手段１３２は、予測血圧値決定手段１３０により決定された予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を、表示器３６の所定の表示領域に表示させる。
【００８２】
図１４、１５および１６は、上記非観血連続血圧予測装置８０の電子制御装置２８における制御作動の要部を説明するフローチャートであって、図１４は、メインルーチンであり、図１５は、予測循環情報および予測血圧値を出力するための自己回帰モデルを修正するモデル修正ルーチンであり、図１６は、予測血圧値決定ルーチンである。
【００８３】
図１４において、ＳＣ１では、初回のＳＣ１の実行であるか否か、および前回に対応関係が更新されてからの経過時間が十数分乃至数十分程度に予め設定されたキャリブレーション周期を超えたか否かが判断される。通常はそのＳＣ１の判断が否定されるので、ＳＣ２において所定の押圧位置更新条件（ＡＰＳ起動条件）が成立したか否か、たとえば、圧脈波センサ１０２の押圧面１１４に配列された圧力検出素子のうちの最大振幅を検出するものが配列位置のうちの端部に位置する状態となったか否かなどが判断される。
【００８４】
初回の装着時など、圧脈波センサ１０２の撓骨動脈８８に対する押圧位置がずれ、所定の押圧位置変更条件（ＡＰＳ起動条件）が成立する場合には、上記ＳＣ２の判断が肯定されるので、ＳＣ４のＡＰＳ制御ルーチンが実行される。このＡＰＳ制御ル−チンは、圧脈波センサ１０２の各圧力検出素子によりそれぞれ検出された圧脈波信号ＳＭ4 の振幅分布曲線の最大振幅を検出する素子が、圧力検出素子の略中心位置になるように最適押圧位置が決定されるとともに、そのときの最大振幅を検出する素子を中心位置圧力検出素子すなわちアクティブエレメントとして設定する。
【００８５】
撓骨動脈８８に対する圧脈波センサ１０２の押圧位置が正常範囲であれば、上記ＳＣ２の判断が否定されるので、ＳＣ３において、たとえば図１１の対応関係を変化させる程に圧脈波センサ１０２の押圧条件を変化させる体動が検出されたか否か、或いは監視血圧値ＭＢＰが前回のカフ１０を用いて測定された血圧値ＢＰに対して大幅に変化したか否かなどに基づいて、血圧監視のための対応関係を更新するための起動条件或いは最適押圧力決定起動条件（ＨＤＰ起動条件）が成立したか否かが判断される。
【００８６】
上記ＳＣ３の判断が肯定された場合、および上記ＳＣ４のＡＰＳ制御ルーチンが実行された場合は、前記最適押圧力制御手段１２０に対応するＳＣ５のＨＤＰ制御ルーチンにおいて、圧脈波センサ１０２の押圧力が連続的に高められる過程で、撓骨動脈８８の真上に位置する中心位置圧力検出素子からの圧脈波の振幅が最大となる押圧力が最適押圧力ＰHDPOとして決定され且つ更新された後、圧脈波センサ１０２の押圧力がその最適押圧力ＰHDPOにて保持される。そして、圧脈波センサ１０２がその最適押圧力ＰHDPOにて押圧された状態で、以後のＳＣ６以下が実行される。
【００８７】
前回に対応関係が決定されてからの経過時間が予め設定されたキャリブレーション周期を超えた場合、または上記ＳＣ５においてＨＤＰ制御ルーチンが実行された場合は、ＳＣ６においてカフ１０を用いた血圧測定が実行された後、ＳＣ７において対応関係が更新される。すなわち、先ず、前記血圧測定手段６０に対応するＳＣ６では、切換弁１６を圧力供給状態に切り換え且つ空気ポンプ１８を作動させてカフ１０内の圧力を患者の予想される最高血圧値よりも高い目標圧力（たとえば１８０mmHg）まで昇圧した後、空気ポンプ１８を停止させ且つ切換弁１６を徐速排圧状態に切り換えてカフ１０内の圧力を３mmHg/sec程度に予め定められた徐速降圧速度で下降させることにより、この徐速降圧過程で逐次得られる脈波信号ＳＭ1 が表す圧脈波の振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリック方式の血圧値決定アルゴリズムに従って最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA （基準血圧値）が測定される。そして、その測定された血圧値が表示器３６に表示されるとともに、切換弁１６が急速排圧状態に切り換えられてカフ１０内が急速に排圧される。
【００８８】
次に、前記関係決定手段１２２に対応するＳＣ７では、圧脈波センサ１０２からの圧脈波の大きさ（絶対値すなわち圧脈波信号ＳＭ4 の大きさ）と上記ＳＣ６において測定されたカフ１０による血圧値ＢＰSYS 、ＢＰDIA との間の対応関係が求められ、更新される。すなわち、圧脈波センサ１０２からの圧脈波が１拍読み込まれ且つその圧脈波の最高値ＰMmaxおよび最低値ＰMminが決定されるとともに、それら圧脈波の最高値ＰMmaxおよび最低値ＰMminとＳＣ６にてカフ１０により測定された最高血圧値ＢＰSYS および最低血圧値ＢＰDIA とに基づいて、図１１に示す圧脈波の大きさと血圧値との間の対応関係が決定されるのである。
【００８９】
続くＳＣ８では、１つの脈波が発生したか否かが、心電誘導装置３８からの心電誘導信号ＳＭ2 、光電脈波センサ４０からの光電脈波信号ＳＭ3 、および圧脈波センサ１０２からの圧脈波信号ＳＭ4 に基づいて判断される。このＳＣ８の判断が否定された場合はＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３、ＳＣ８が繰り返し実行させられることにより待機させられる。しかし、ＳＣ８の判断が肯定された場合は、続くＳＣ９において、予測循環情報を決定するための自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ５および予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ６が個人毎に修正されたか否か、すなわち自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ６の定数項Ｃ２乃至Ｃ６が決定されたか否かが判断される。この判断が否定された場合は、続くＳＣ１０において、図１５に詳しく示すモデル修正ルーチンが実行される。
【００９０】
図１５において、循環情報決定手段に対応するＳＤ１乃至ＳＤ５では、図１４のＳＣ８で入力された脈波に基づいて循環情報が決定される。すなわち、脈波伝播速度情報算出手段６４に対応するＳＤ１、心拍周期情報算出手段６６に対応するＳＤ２、容積脈波面積情報算出手段６８に対応するＳＤ３、上昇期間算出手段７０に対応するＳＤ４において、前述の実施例の図６のＳＢ２乃至ＳＢ５と同様にして、脈波伝播時間ＤＴ、心拍周期ＲＲ、容積脈波面積比ＶＲ、およびＵ−ｔｉｍｅがそれぞれ算出され、続く監視血圧値連続決定手段１２４に対応するＳＤ５では、最適押圧力ＰHDPOにて押圧されている圧脈波センサ１０２のアクティブエレメントＥ0 によって供給された圧脈波信号ＳＭ4 から、その波動の最高値ＰMmaxおよび最低値ＰMminが決定され、図１１の対応関係からその圧脈波の最高値ＰMmaxおよび最低値ＰMminに基づいて監視最高血圧値ＭＢＰSYS および監視最低血圧値ＭＢＰDIA が決定される。
【００９１】
続く循環情報記憶手段１２６に対応するＳＤ６では、上記ＳＤ１乃至ＳＤ５で算出・決定された脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰがＲＡＭ３４の所定の記憶領域に記憶される。そして、続くＳＤ７において、ｉに１が加えられる。ここで、ｉはＲＡＭ３４に何拍分の循環情報が記憶されているかを示す数である。すなわち、上記ＳＤ６の処理が実行された回数を表している。
【００９２】
続くＳＤ８では、ｉがｎ＋ｓ以上となったか否かが判断される。これは、ＲＡＭ３４に記憶された循環情報から、ｎ拍分を自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ６に入力し、その自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ６に基づいて予測されたｓ拍後の循環情報と、実際のｓ拍後の循環情報とに基づいて定数項Ｃ２乃至Ｃ６を決定するためである。
【００９３】
上記ＳＤ８の判断が否定された場合は、本ルーチンは終了させられ、図１４のメインルーチンに戻り、メインルーチンのＳＣ８において新たな脈波が入力されると、上記ＳＤ１乃至６が再び実行されて、新たに算出・決定された循環情報がＲＡＭ３４に記憶される。この繰り返しにより、上記ＳＤ８の判断が肯定された場合は、続く予測循環情報モデル修正手段１２９に対応するＳＤ９において、予測脈波伝播時間ＤＴ（ｓ）・予測心拍周期ＲＲ（ｓ）・予測容積脈波面積比ＶＲ（ｓ）・予測Ｕ−ｔｉｍｅ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ５に、上記ＳＤ６で記憶されたｎ＋ｓ拍分の循環情報のうち古い側のｎ拍分が入力され、得られた予測脈波伝播時間ＤＴ（ｓ）・予測心拍周期ＲＲ（ｓ）・予測容積脈波面積比ＶＲ（ｓ）・予測Ｕ−ｔｉｍｅ（ｓ）と、上記ＳＤ６で記憶された最新の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅとが比較されて自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ５の定数項Ｃ２乃至Ｃ５がそれぞれ決定される。
【００９４】
そして、続く予測血圧値モデル修正手段１３１に対応するＳＤ１０において、予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ６に、上記ＳＤ６で記憶されたｎ＋ｓ拍分の循環情報のうち古い側のｎ拍分が入力され、得られた予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）と、上記ＳＤ６で記憶された最新の監視血圧値ＭＢＰとが比較されて、自己回帰モデルＡＲ６の定数項Ｃ６が決定される。
【００９５】
それぞれの自己回帰モデルＡＲ２〜ＡＲ６について定数項Ｃ２〜Ｃ６が決定されて図１５のモデル修正ルーチンが終了させられると、図１４のメインルーチンの繰り返しにおいて、前記ＳＣ９の判断が肯定されて、続くＳＣ１１において、図１６に詳しく示す予測血圧値決定ルーチンが実行される。
【００９６】
図１６において、まずＳＥ１乃至ＳＥ６では、図１５のＳＤ１乃至ＳＤ６と同様の処理が実行される。すなわち、脈波伝播速度情報算出手段６４に対応するＳＥ１、心拍周期情報算出手段６６に対応するＳＥ２、容積脈波面積情報算出手段６８に対応するＳＥ３、上昇期間算出手段７０に対応するＳＥ４、監視血圧値連続決定手段１２４に対応するＳＥ５が実行されることにより、図１４のＳＣ８において入力された脈波に基づいて、脈波伝播時間ＤＴ、心拍周期ＲＲ、容積脈波面積比ＶＲ、Ｕ−ｔｉｍｅ、および監視血圧値ＭＢＰが算出・決定され、それらの情報が、循環情報記憶手段１２６に対応するＳＥ６において、ＲＡＭ３４の所定の記憶領域に記憶される。
【００９７】
続くＳＥ７では、上記ＳＥ５で決定された監視血圧値ＭＢＰが、トレンドグラフ形式で表示器３６に表示される。図１７は、ＳＥ７において表示器３６に表示される監視血圧値ＭＢＰの一例を示す図であり、実線がＳＥ７において逐次決定された監視血圧値ＭＢＰを示している。
【００９８】
続くＳＥ８ではｐに１が加えられる。ｐは、前回、予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定されてから、何拍経過したかを示す数値である。続くＳＥ９では、ｐが１０以上となったか否かが判断される。この判断が否定された場合は、本ルーチンは終了させられ、図１４のメインルーチンに戻る。そして、メインルーチンのＳＣ８において新たな脈波が入力されると、再びこの予測血圧値決定ルーチンが実行される。
【００９９】
上記繰り返しにより、ｐの値が１０以上となり、ＳＥ９の判断が肯定されると、続くＳＥ１０において、ｐの値が初期化された後、続くＳＥ１１乃至ＳＥ１４において、予め設定されたｕ拍後までの１拍毎の予測循環情報および予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定または更新される。従って、１０拍毎に予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が更新される。なお、このように１０拍毎に予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を更新することとしたのは、１拍毎にその時点からｕ拍後までの予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を更新することとすると、計算量が大きくなりすぎ、その他の処理が遅延するおそれがあるからである。
【０１００】
予測循環情報決定手段１２８に対応するＳＥ１１では、図１５のモデル修正ルーチンにおいて定数項Ｃ２〜Ｃ５が決定された、予測脈波伝播時間ＤＴ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ２、予測心拍周期ＲＲ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ３、予測容積脈波面積比ＶＲ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ４、および予測Ｕ−ｔｉｍｅ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ５に基づいて、その時点よりも一拍先の予測脈波伝播時間ＤＴ（１）・予測心拍周期ＲＲ（１）・予測容積脈波面積比ＶＲ（１）・予測Ｕ−ｔｉｍｅ（１）が決定される。すなわち、上記自己回帰モデルＡＲ２〜ＡＲ５に、ＲＡＭ３４に記憶されている最新の循環情報よりもｓ−１拍前からｎ−ｓ拍前までのｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰそれぞれ入力されることにより、ｓ−１拍前よりもｓ拍先、すなわち１拍先の予測脈波伝播時間ＤＴ（１）、予測心拍周期ＲＲ（１）、予測容積脈波面積比ＶＲ（１）、予測Ｕ−ｔｉｍｅ（１）が決定される。そして、それら決定された予測循環情報（１）がＲＡＭ３４に記憶される。
【０１０１】
続く予測血圧値決定手段１３０に対応するＳＥ１２では、図１５のモデル修正ルーチンにおいて定数項Ｃ６が決定された予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ６に、ＲＡＭ３４に記憶されている最新の循環情報よりもｓ−１拍前からｎ−ｓ拍前までのｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰが入力されて、１拍先の予測血圧値ＭＢＰ（１）が決定され、且つ、その決定された予測血圧値ＭＢＰ（１）がＲＡＭ３４に記憶される。
【０１０２】
続く表示手段１３２に対応するＳＥ１３では、ＳＥ１１乃至ＳＥ１４の繰り返しにおいて、上記ＳＥ１２で決定された予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が、前記ＳＥ７で表示器３６に逐次表示されている監視血圧値ＭＢＰと同一のグラフ上に表示される。図１７では、点線が予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を示している。
【０１０３】
続くＳＥ１４では、予め設定されたｕ拍数後までの予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定されたか否かが判断される。上記ｕは、たとえば３０拍、６０拍等に決定されている。この判断が否定された場合は、上記ＳＥ１１以下が繰り返し実行されて、さらに１拍先の予測循環情報および予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定される。すなわち、前回のＳＥ１１乃至ＳＥ１４の繰り返しにおいて決定され、且つ記憶された予測循環情報および予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を最新の情報として、その最新の情報よりもｓ−１拍前からｎ−ｓ拍前までのｎ拍分の（予測）循環情報および（予測）監視血圧値ＭＢＰ（ｕ）が入力信号とされて、その最新の情報のさらに１拍先の予測循環情報および予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定される。従って、現時点からｎ拍後までの予測循環情報（ｎ）および予測血圧値ＭＢＰ（ｎ）の決定には、ＳＥ１乃至ＳＥ５で実際に決定された循環情報および上記ＳＥ１１乃至ＳＥ１２で決定された予測循環情報の両方が用いられ、ｎ＋１拍後からｕ拍後までの予測循環情報（ｎ）および予測血圧値ＭＢＰ（ｎ）の決定には、上記ＳＥ１１乃至ＳＥ１２で決定された予測循環情報のみが用いられる。
【０１０４】
このＳＥ１１乃至ＳＥ１４の繰り返しにより、上記ＳＥ１４の判断が肯定された場合には、本予測血圧値決定ルーチンは終了させられ、図１４のメインルーチンに戻って、ＳＣ１以下が繰り返し実行される。
【０１０５】
上述のように、本実施例によれば、予測循環情報決定手段１２８（ＳＥ１１）により、ｎ拍分の循環情報からｓ拍後の予測循環情報（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５を用いて、実際に決定された脈波伝播速度ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰに基づいてｕ拍後までの予測脈波伝播速度ＤＴ（ｕ）・予測心拍周期ＲＲ（ｕ）・予測容積脈波面積比ＶＲ（ｕ）・予測Ｕ−ｔｉｍｅ（ｕ）が逐次決定され、予測血圧値決定手段１３０（ＳＥ１２）により、ｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰからｓ拍後の予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ６を用いて、脈波伝播速度情報算出手段６４（ＳＥ１）・心拍周期情報算出手段６６（ＳＥ２）・容積脈波面積情報算出手段６８（ＳＥ３）・上昇期間算出手段７０（ＳＥ４）・監視血圧値連続決定手段１２４（ＳＥ５）によって実際に決定された脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰ、および予測循環情報決定手段１２８（ＳＥ１１）・予測監視血圧値決定手段１３０（ＳＥ１２）によって決定された予測脈波伝播時間ＤＴ・予測心拍周期ＲＲ・予測容積脈波面積比ＶＲ・予測Ｕ−ｔｉｍｅ・予測血圧値ＭＢＰの少なくとも一方に基づいて、ｕ拍後までの予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が逐次決定されるので、今後の血圧値を正確に予測することができる。
【０１０６】
また、本実施例によれば、押圧装置１１０の圧脈波センサ１０２を押圧する押圧力Ｐが、最適押圧力制御手段１２０（ＳＣ５）により、圧脈波センサ１０２により押圧される撓骨動脈８８の一部が略平坦となるように予め決定した最適押圧力ＰHDPOに制御され、監視血圧値連続決定手段１２４（ＳＤ５）により、予め設定された数式３から、圧脈波センサ１０２により出力された圧脈波の大きさに基づいて生体の監視血圧値ＭＢＰが連続的に決定され、予測血圧値決定手段１３０（ＳＥ１２）では、前記循環情報として、監視血圧値連続決定手段１２４（ＳＤ５）により連続的に決定された監視血圧値ＭＢＰが用いられて、ｕ拍後までの一拍毎の予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が逐次決定される。従って、信頼性のある監視血圧値ＭＢＰが用いられて、所定拍数後までの一拍毎の予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定されるので、精度の高い予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を決定することができる。
【０１０７】
また、本実施例によれば、循環情報決定手段として、脈波伝播時間ＤＴを連続的に算出する脈波伝播速度情報算出手段６４（ＳＥ１）・心拍周期ＲＲを連続的に算出する心拍周期情報算出手段６６（ＳＥ２）・容積脈波面積比ＶＲを連続的に算出する容積脈波面積情報算出手段６８（ＳＥ３）が用いられていることから、予測血圧値決定手段１３０（ＳＥ１２）によって、生体の循環器から非侵襲にて連続的に得られる情報のうち最もよく生体の血圧値の変動に対応する情報の一つである脈波伝播時間ＤＴ・生体の血圧値に関連して変化する心臓側のパラメータである心拍周期ＲＲ・生体の血圧値に関連して変化する末梢側のパラメータである容積脈波面積比ＶＲに基づいて予測推定血圧値ＭＢＰn が決定されるので、予測推定血圧値ＭＢＰ（ｕ）の精度が一層高くなる。
【０１０８】
また、本実施例によれば、予測循環情報モデル修正手段１２９（ＳＤ９）により、生体毎の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰに基づいて予測脈波伝播時間ＤＴ・予測心拍周期ＲＲ・予測容積脈波面積比ＶＲ・予測Ｕ−ｔｉｍｅのいずれかを決定するための自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５がそれぞれ修正されるので、予測循環情報決定手段１２８（ＳＥ１１）により決定される予測脈波伝播時間ＤＴ・予測心拍周期ＲＲ・予測容積脈波面積比ＶＲ・予測Ｕ−ｔｉｍｅの精度が高くなる。
【０１０９】
また、本実施例によれば、予測血圧値モデル修正手段１３１（ＳＤ１０）により生体毎の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰに基づいて予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ６が修正されるので、予測血圧値決定手段１３０（ＳＥ１２）により決定される予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）の精度が高くなる。
【０１１０】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１１１】
たとえば、前述の第１発明が適用された実施例では、推定血圧値決定手段７４において、循環情報として、脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅの４つが用いられていたが、これらのうちの３つ以下の情報だけが用いられてもよい。すなわち、これらのうちの一つのみ（たとえば脈波伝播時間ＤＴのみ）が用いられてもよい。また、上記以外の循環情報が用いられてもよい。同様に、第２実施例の予測循環情報決定手段１２８および予測血圧値決定手段１３０でも、脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰの５つのうちの４つ以下の情報だけが用いられてもよい。従って、監視血圧値ＭＢＰが用いられずに予測血圧値が決定されてもよいし、逆に、監視血圧値ＭＢＰのみによって、予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）が決定されてもよい。また、脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ等の循環情報は、それぞれ血圧に関連して変化する情報であるので、予め決定された関係に基づいて、それらの循環情報から仮の血圧値がそれぞれ決定され、推定血圧値決定手段７４または予測血圧値決定手段１３０では、それら仮の血圧値が用いられて、推定血圧値ＥＢＰまたは予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）が決定されてもよい。
【０１１２】
また、前述の第１実施例では、推定血圧値ＥＢＰは、一拍毎に決定されていたが、２拍以上の所定拍数毎に決定されてもよい。また、前述の第２実施例では、予測血圧値ＭＢＰは、１０拍毎に決定・更新されていたが、１拍毎、または２拍以上の所定拍数毎に決定・更新されるものであってもよい。
【０１１３】
また、前述の第２実施例の予測循環情報決定手段１２８では、予測脈波伝播時間ＤＴ・予測心拍周期ＲＲ・予測容積脈波面積比ＶＲ・予測Ｕ−ｔｉｍｅを決定するための自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５は、いずれもｎ拍分の循環情報に基づいて、それぞれの予測値を決定していたが、それぞれの予測値を決定するために必要な拍数は同じである必要はない。
【０１１４】
また、前述の第２実施例では、予測循環情報決定手段１２８および予測血圧値決定手段１３０は、ｕ拍後までの一拍毎の予測循環情報および予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を決定していたが、ｓ拍後の予測循環情報および予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）のみを決定するものであってもよい。
【０１１５】
また、前述の実施例では、自己回帰モデルＡＲ１乃至ＡＲ６の係数を決定するための情報を多数人から測定していたが、一人のみからそれらの情報を測定してもよい。この場合、その情報に基づいて決定された自己回帰モデルＡＲ１乃至ＡＲ６は、その個人について、より精度の高い推定血圧値ＥＢＰ・予測循環情報・予測血圧値ＭＢＰが決定できる。
【０１１６】
また、前述の第１実施例では、図５の血圧測定ルーチンのＳＡ１２において、、カフ１０による血圧測定が実行される毎に、自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１が決定されていたが、初回の血圧測定時にのみ定数項Ｃ１が決定されてもよい。
【０１１７】
また、前述の第２実施例では、図１４のＳＣ１０のモデル修正ルーチンは一回実行されるのみで、定数項Ｃ２乃至Ｃ６は一度決定されたら修正されないようにされていたが、前述の第１実施例と同様に、カフ１０による血圧測定毎に再決定されてもよい。
【０１１８】
なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲においてその他種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である非観血連続血圧推定装置の回路構成を説明するブロック線図である。
【図２】図１の実施例における電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図３】図１の実施例における電子制御装置の制御作動により求められ脈波伝播時間ＤＴを例示する図である。
【図４】脈波面積ＶＰ等の容積脈波面積情報の算出方法およびＵ−ｔｉｍｅを説明する図である。
【図５】図１の実施例のおける電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、血圧測定ルーチンを示す図である。
【図６】図１の実施例のおける電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、推定血圧値決定ルーチンを示す図である。
【図７】図１の実施例において求められた推定血圧値ＥＢＰが表示器にトレンド表示された例を示す図である。
【図８】第２発明の一実施例である非観血連続血圧予測装置の回路構成を説明するブロック線図である。
【図９】図８の実施例の圧脈波検出プローブを一部を切り欠いて説明する拡大図である。
【図１０】図８の実施例の圧脈波センサにより検出される圧脈波を例示する図である。
【図１１】図８の実施例において用いられる対応関係を例示する図である。
【図１２】図８の実施例における電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図１３】図１２の最適押圧力制御手段において決定される最適押圧力を説明する図である。
【図１４】図８の実施例の演算制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、メインルーチンを示している。
【図１５】図８の実施例のおける電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、予測循環情報および予測血圧値を出力するための自己回帰モデルを修正するモデル修正ルーチンである。
【図１６】図８の実施例のおける電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、予測血圧値決定ルーチンを示す図である。
【図１７】図８の実施例において求められた監視血圧値および予測血圧値が表示器にトレンド表示された例を示す図である。
【符号の説明】
８：非観血連続血圧推定装置
６４：脈波伝播速度情報算出手段（循環情報決定手段）
６６：心拍周期情報算出手段（循環情報決定手段）
６８：容積脈波面積情報算出手段（循環情報決定手段）
７０：上昇期間算出手段（循環情報決定手段）
７４：推定血圧値決定手段
８０：非観血連続血圧予測装置
１０２：圧脈波センサ
１１０：押圧装置
１２０：最適押圧力制御手段
１２４：監視血圧値連続決定手段
１２８：予測循環情報決定手段
１３０：予測血圧値決定手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の循環器から非侵襲にて逐次得られ且つ血圧に関連して変動する循環情報から生体の動脈内血圧を推定または予測するための非観血連続血圧推定装置および非観血連続血圧予測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生体の血圧値を連続的に測定するため、生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度情報（すなわち脈波伝播速度および脈波伝播時間）を非侵襲で得られる信号に基づいて算出し、その逐次算出される脈波伝播速度情報から、予め記憶された関係を用いてその脈波伝播速度情報が算出された時点の生体の血圧値を連続的に推定する非侵襲連続血圧推定装置が提案されている。たとえば、実開平７−９３０５号公報や特開平７−３０８２９５号公報に記載された装置がそれである。
【０００３】
また、脈波伝播速度情報に基づいて生体の血圧値を連続的に推定する非侵襲連続血圧推定装置には、逐次推定される血圧値の変化傾向を把握できるようにトレンドグラフ形式で表示する表示器が設けられている場合がある。血圧の変化の程度および傾向は、短時間でみれば一定であるので、医者らは、そのトレンドグラフから患者の今後の血圧値を予測し、血圧値が異常範囲に入ることが予想される場合には、早期に対処することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記脈波伝播速度情報から決定された推定血圧値は、精度が不十分であった。そのため、圧迫帯を用いたコロトコフ音方式の自動血圧測定装置或いはオシロメトリック方式の自動血圧測定装置により測定された血圧値との間で頻繁な校正を必要とする不都合があった。また、推定血圧値のトレンドグラフから予想する血圧値は、医者らの主観的判断によるものであり、必ずしも正確な判断が行なわれるとは限らないという問題もあった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、推定血圧値に対して高い推定精度が得られる非観血連続血圧推定装置を提供するとともに、今後の血圧値を正確に予測することのできる非観血連続血圧予測装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は以上の事情を背景として種々検討を重ね、刻々と変化する血圧は過去の一定期間の循環器の状態により決定されていくという事実に着目した結果、現時点の循環情報だけでなく、過去の一定期間の循環情報をも用いて生体の推定血圧値を決定すると、推定血圧値の精度が向上することを見いだした。本発明はこのような知見に基づいて為されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための第１の手段】
すなわち、本目的を達成するための第１発明の要旨とするところは、生体の動脈内血圧を非侵襲にて連続的に推定するための非観血連続血圧推定装置であって、前記生体の循環器から非侵襲にて得られる循環情報を連続的に決定する循環情報決定手段と、生体の循環器から非侵襲にて得られた循環情報とそのときの該生体の血圧値とを用いて係数が予め決定された自己回帰モデルに基づいて、前記循環情報決定手段により決定された循環情報のうち、最新の循環情報を含む所定拍数分の循環情報から、該最新の循環情報が決定された時点の推定血圧値を逐次決定する推定血圧値決定手段とを、含むことにある。
【０００８】
【第１発明の効果】
このようにすれば、推定血圧値決定手段により、予め係数が決定された自己回帰モデルに基づいて、循環情報決定手段によって決定された、最新のものを含む所定拍数分の循環情報から、その最新の循環情報が決定された時点の推定血圧値が決定されるので、信頼性の高い推定血圧値が得られる。
【０００９】
【第１発明の他の態様】
ここで、好適には、前記循環情報決定手段の一つとして、前記生体の動脈における脈波伝播速度に関連する脈波伝播速度情報を連続的に算出する脈波伝播速度情報算出手段が用いられる。このようにすれば、脈波伝播速度情報算出手段によって逐次算出された、最新の脈波伝播速度情報を含む所定拍数分の脈波伝播速度情報から、その最新の脈波伝播速度情報が算出された時点の推定血圧値が逐次決定される。この脈波伝播速度情報は、生体の循環器から非侵襲にて連続的に得られる情報のうち、最もよく生体の血圧値の変動に対応する情報の一つであるので、推定血圧値決定手段により逐次決定される推定血圧値の精度が一層高くなる。
【００１０】
また、好適には、前記循環情報決定手段の一つとして、前記生体の心拍周期に関連する心拍周期情報を連続的に算出する心拍周期情報算出手段および前記生体の末梢部における容積脈波の面積に関連する容積脈波面積情報を連続的に算出する容積脈波面積情報算出手段の少なくとも一方がさらに用いられる。このようにすれば、推定血圧値決定手段により、脈波伝播速度情報算出手段によって算出された脈波伝播速度情報と、生体の血圧値に関連して変化する心臓側のパラメータである心拍周期情報および生体の血圧値に関連して変化する末梢側のパラメータである容積脈波面積情報の少なくとも一方とを含む、少なくとも２つの循環情報が用いられて推定血圧値が決定されるので、推定血圧値の精度がより一層高くなる。
【００１１】
また、好適には、前記非観血連続血圧推定装置は、前記循環情報決定手段により決定された生体の循環情報とその生体の血圧値とに基づいて前記自己回帰モデルを修正するモデル修正手段をさらに含むものである。このようにすれば、モデル修正手段により生体毎の循環情報と血圧値とに基づいて前記自己回帰モデルが修正されるので、推定血圧値の精度がより一層高くなる。
【００１２】
【課題を解決するための第２の手段】
また、前記目的を達成するための第２発明の要旨とするところは、生体の動脈内血圧を非侵襲にて連続的に予測するための非観血連続血圧予測装置であって、(a) 前記生体の循環器から非侵襲にて連続的に得られる循環情報を決定する循環情報決定手段と、(b) 所定拍数分の循環情報から所定拍数後の予測循環情報を決定するための予め設定された自己回帰モデルを用いて、前記循環情報決定手段により実際に決定された循環情報に基づいて、将来の予測循環情報を逐次決定する予測循環情報決定手段と、(c) 所定拍数分の循環情報から所定拍数後の予測血圧値を決定するための予め設定された自己回帰モデルを用いて、前記循環情報決定手段により実際に決定された循環情報および前記予測循環情報決定手段により決定された予測循環情報の少なくとも一方に基づいて、将来の予測血圧値を逐次決定する予測血圧値決定手段とを、含むことにある。
【００１３】
【第２発明の効果】
このようにすれば、予測循環情報決定手段により、所定拍数分の循環情報から所定拍数後の予測循環情報を決定するための自己回帰モデルを用いて、実際に決定された循環情報に基づいて将来の予測循環情報が逐次決定され、予測血圧値決定手段により、所定拍数分の循環情報から所定拍数後の予測血圧値を決定するための自己回帰モデルを用いて、循環情報決定手段によって実際に決定された循環情報および予測循環情報決定手段によって決定された予測循環情報の少なくとも一方に基づいて将来の予測血圧値が逐次決定されるので、今後の血圧値を正確に予測することができる。
【００１４】
【第２発明の他の態様】
ここで、好適には、前記非観血連続血圧予測装置は、前記生体の動脈から発生する圧脈波を検出するための圧脈波センサと、その圧脈波センサを前記動脈に向かって押圧する押圧装置と、前記動脈の血管壁の一部が略平坦となるように予め決定した最適押圧力で前記押圧装置により前記圧脈波センサを押圧させ且つその最適押圧力を維持させる最適押圧力制御手段と、予め設定された関係から、前記圧脈波センサにより検出された圧脈波の大きさに基づいて、その生体の監視血圧値を連続的に決定する監視血圧値連続決定手段とを、さらに含み、前記予測血圧値決定手段は、前記循環情報として、前記監視血圧値連続決定手段により連続的に決定された監視血圧値を少なくとも用いて、将来の予測血圧値を逐次決定するものである。このようにすれば、押圧装置の圧脈波センサを押圧する押圧力が、最適押圧力制御手段により、圧脈波センサにより押圧される血管の一部が略平坦となるように予め決定した最適押圧力に制御され、監視血圧値連続決定手段により、予め設定された関係から、圧脈波センサにより出力された圧脈波の大きさに基づいて生体の監視血圧値が連続的に決定され、前記予測血圧値決定手段では、前記循環情報として、監視血圧値連続決定手段により連続的に決定された監視血圧値が少なくとも用いられて、将来の予測血圧値が逐次決定される。すなわち、信頼性のある監視血圧値が用いられて、所定拍数後の予測血圧値が決定されるので、精度の高い予測血圧値を決定することができる。
【００１５】
また、好適には、前記循環情報決定手段の一つとして、前記生体の動脈における脈波伝播速度に関連する脈波伝播速度情報を連続的に算出する脈波伝播速度情報算出手段が用いられる。このようにすれば、予測血圧値決定手段により、脈波伝播速度情報算出手段によって算出された脈波伝播速度情報に基づいて予測血圧値が逐次決定される。この脈波伝播速度情報は、生体の循環器から非侵襲にて連続的に得られる情報のうち、最もよく生体の血圧値の変動に対応する情報の一つであるので、予測血圧値決定手段により逐次決定される予測血圧値の精度が一層高くなる。
【００１６】
また、好適には、前記循環情報決定手段の一つとして、前記生体の心拍周期に関連する心拍周期情報を連続的に算出する心拍周期情報算出手段および前記生体の末梢部における容積脈波の面積に関連する容積脈波面積情報を連続的に算出する容積脈波面積情報算出手段の少なくとも一方がさらに用いられる。このようにすれば、予測血圧値決定手段により、脈波伝播速度情報算出手段によって算出された脈波伝播速度情報と、生体の血圧値に関連して変化する心臓側のパラメータである心拍周期情報および生体の血圧値に関連して変化する末梢側のパラメータである容積脈波面積情報の少なくとも一方とを含む、少なくとも２つの循環情報に基づいて予測血圧値が決定されるので、予測血圧値の精度がより一層高くなる。
【００１７】
また、好適には、前記非観血連続血圧予測装置は、前記循環情報決定手段により実際に決定された所定拍数分の循環情報およびそのときから所定拍数後のその循環情報とに基づいて、前記予測循環情報を決定するための自己回帰モデルを修正する予測循環情報モデル修正手段をさらに含むものである。このようにすれば、予測循環情報モデル修正手段により、生体毎の循環情報に基づいて前記予測循環情報を決定するための自己回帰モデルが修正されるので、予測循環情報決定手段により決定される予測循環情報の精度が高くなる。
【００１８】
また、好適には、前記非観血連続血圧予測装置は、前記循環情報決定手段により実際に決定された所定拍数分の循環情報およびそのときから所定拍数後のその生体の血圧値とに基づいて前記予測血圧値を決定するための自己回帰モデルを修正する予測血圧値モデル修正手段をさらに含むものである。このようにすれば、予測血圧値モデル修正手段により、生体毎の循環情報と血圧値とに基づいて前記予測血圧値を決定するための自己回帰モデルが修正されるので、予測血圧値決定手段により決定される予測血圧値の精度が高くなる。
【００１９】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、前記第１発明が適用された非観血連続血圧推定装置８の回路構成を説明するブロック線図である。
【００２０】
図１において、非観血連続血圧推定装置８は、ゴム製袋を布製帯状袋内に有してたとえば患者の上腕部１２に巻回されるカフ１０と、このカフ１０に配管２０を介してそれぞれ接続された圧力センサ１４、切換弁１６、および空気ポンプ１８とを備えている。この切換弁１６は、カフ１０内への圧力の供給を許容する圧力供給状態、カフ１０内を徐々に排圧する徐速排圧状態、およびカフ１０内を急速に排圧する急速排圧状態の３つの状態に切り換えられるように構成されている。
【００２１】
圧力センサ１４は、カフ１０内の圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰを静圧弁別回路２２および脈波弁別回路２４にそれぞれ供給する。静圧弁別回路２２はローパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰに含まれる定常的な圧力すなわちカフ圧ＰC を表すカフ圧信号ＳＫを弁別してそのカフ圧信号ＳＫをＡ／Ｄ変換器２６を介して電子制御装置２８へ供給する。
【００２２】
上記脈波弁別回路２４はバンドパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰの振動成分である脈波信号ＳＭ1 を周波数的に弁別してその脈波信号ＳＭ1 をＡ／Ｄ変換器２９を介して電子制御装置２８へ供給する。この脈波信号ＳＭ1 が表すカフ脈波は、患者の心拍に同期して図示しない上腕動脈から発生してカフ１０に伝達される圧力振動波すなわちカフ脈波であり、上記カフ１０、圧力センサ１４、および脈波弁別回路２４は、カフ脈波センサとして機能している。
【００２３】
上記電子制御装置２８は、ＣＰＵ３０，ＲＯＭ３２，ＲＡＭ３４，および図示しないＩ／Ｏポート等を備えた所謂マイクロコンピュータにて構成されており、ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３２に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ３４の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行することにより、Ｉ／Ｏポートから駆動信号を出力して切換弁１６および空気ポンプ１８を制御するとともに、表示器３６の表示内容を制御する。
【００２４】
心電誘導装置３８は、生体の所定の部位に貼り着けられる複数の電極３９を介して心筋の活動電位を示す心電誘導波、所謂心電図を連続的に検出するものであり、その心電誘導波を示す心電誘導信号ＳＭ2 を前記電子制御装置２８へ供給する。なお、この心電誘導装置３８は、心臓内の血液を大動脈へ向かって拍出開始する時期に対応する心電誘導波のうちのＱ波或いはＲ波を検出するためのものであることから、第１脈波検出装置として機能している。
【００２５】
光電脈波センサ４０は、毛細血管を含む末梢細動脈へ伝播した脈波を検出する第２脈波検出装置として機能するものであり、たとえば脈拍検出などに用いるものと同様に構成されており、生体の一部、たとえばカフ１０が巻回されていない側の手の指尖部、を収容可能なハウジング４２内には、ヘモグロビンによって反射可能な波長帯の赤色光或いは赤外光、好ましくは酸素飽和度によって影響を受けない８００ｎｍ程度の波長、を生体の表皮に向かって照射する光源である発光素子４４と、表皮内からの散乱光を検出する光検出素子４６とを備え、毛細血管内の血液容積に対応する光電脈波信号ＳＭ3 を出力し、Ａ／Ｄ変換器４８を介して電子制御装置２８へ供給する。この光電脈波信号ＳＭ3 は、一拍毎に脈動する信号であって、表皮内の毛細血管内のヘモグロビンの量すなわち血液量に対応している。
【００２６】
図２は、上記非観血連続血圧推定装置８における電子制御装置２８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、血圧測定手段６０は、カフ圧制御手段６２によってたとえば生体の上腕に巻回されたカフ１０の圧迫圧力を所定の目標圧力値ＰCM（たとえば、１８０mmHg程度の圧力値）まで急速昇圧させた後に３mmHg/sec程度の速度で徐速降圧させられる徐速降圧期間内において、順次採取される脈波信号ＳＭ1 が表す脈波の振幅の変化に基づきよく知られたオシロメトリック法を用いて最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA などを決定し、その決定された最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA などを表示器３６に表示させる。
【００２７】
脈波伝播速度情報算出手段６４は、図３に示すように心電誘導装置３８により逐次検出される心電誘導波の周期毎に発生する所定の部位たとえばＲ波から、光電脈波センサ４０により逐次検出される光電脈波の周期毎に発生する所定の部位（たとえば立ち上がり点或いは下ピーク点）までの時間差（脈波伝播時間）ＤＴを逐次算出する時間差算出手段を備え、その時間差算出手段により逐次算出される時間差ＤＴに基づいて、予め記憶される数式１から、被測定者の動脈内を伝播する脈波の伝播速度ＶM （m/sec ）を逐次算出する。尚、数式１において、Ｌ（ｍ）は左心室から大動脈を経て前記光電脈波センサ４０が装着される部位までの距離であり、ＴPEP （ｓec）は心電誘導波形のＲ波から大動脈起始部脈波の立ち上がり点或いは下ピーク点までの前駆出期間である。これらの距離Ｌおよび前駆出期間ＴPEP は定数であり、予め実験的に求められた値が用いられる。上記脈波伝播時間ＤＴおよび脈波伝播速度ＶM は、生体の動脈から非侵襲にて得られる循環情報であるので、脈波伝播速度情報算出手段６４は循環情報決定手段として機能する。
【００２８】
（数１）
ＶM ＝Ｌ／（ＤＴ−ＴPEP ）
【００２９】
心拍周期情報算出手段６６は、生体の心拍周期ＲＲに関連する心拍周期情報、たとえば心拍周期ＲＲ、心拍数ＨＲ、脈拍数、脈拍周期等を逐次算出する。この心拍周期情報は、生体の心臓または動脈から非侵襲にて得られる循環情報であるので、心拍周期情報算出手段６６も循環情報決定手段として機能する。
【００３０】
容積脈波面積情報算出手段６８は、生体の末梢部における容積脈波の面積に関連する容積脈波面積情報を逐次算出する。上記生体の末梢部における容積脈波の面積に関連する容積脈波面積情報には、たとえば、容積脈波の面積ＶＰ、その容積脈波面積ＶＰと心拍周期ＲＲの逆数との積（＝ＶＰ／ＲＲ）として定義する容積脈波面積比ＶＲ、その容積脈波面積比ＶＲと脈波振幅Ｌとの積（＝ＶＲ×Ｌ）として定義する振幅補正容積脈波面積比ＶＲ’、容積脈波面積ＶＰを心拍周期ＲＲと脈波振幅Ｌに基づいて正規化し、ＶＰ／（ＲＲ×Ｌ）なる演算が行なわれることにより求められる正規化脈波面積等が含まれる。たとえば、光電脈波センサ４０から入力される光電脈波は、図４に示すように、数ミリ或いは数十ミリ毎のサンプリング周期毎に入力される光電脈波の大きさを示す点の連なりにより構成されているので、その１周期ＲＲ内において光電脈波を積分（加算）することにより光電脈波の面積ＶＰが求められる。上記容積脈波面積情報は、生体の末梢動脈から非侵襲にて得られる循環情報であるので、容積脈波面積情報算出手段６８も循環情報決定手段として機能している。
【００３１】
上昇期間算出手段７０は、容積脈波が上昇する期間であるＵ−ｔｉｍｅ（立ち上がり時間）を逐次算出する。すなわち、図４にも示されるように、脈波の立ち上がり点およびその脈波のピークトップを検出し、その立ち上がり点からピークトップまでの時間を算出する。このＵ−ｔｉｍｅも、上記容積脈波面積情報と同様に生体の末梢動脈から非侵襲にて得られる循環情報であるので、上昇期間算出手段７０も循環情報決定手段として機能している。
【００３２】
循環情報記憶手段７２は、循環情報決定手段により決定された循環情報を、電子制御装置２８のＲＡＭ３４内の所定の記憶領域に逐次記憶する。たとえば、脈波伝播速度情報算出手段６４により連続的に算出された脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期情報算出手段６６により連続的に算出された心拍周期ＲＲ・容積脈波面積情報算出手段６８により連続的に算出された容積脈波面積比ＶＲ・上昇期間算出手段７０により連続的に算出されたＵ−ｔｉｍｅを、電子制御装置２８のＲＡＭ３４内の所定の記憶領域に逐次記憶する。
【００３３】
モデル修正手段７３は、生体の循環器から非侵襲にて得られた循環情報とそのときのその生体の血圧値ＢＰを用いて係数が予め決定された自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１を、循環情報記憶手段７２によりＲＡＭ３４に記憶された循環情報と、血圧測定手段６０により測定された血圧値ＢＰとに基づいて決定することにより、自己回帰モデルＡＲ１を修正する。上記自己回帰モデルＡＲ１は、たとえば、数式２に示すものであり、連続するｍ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅの線形結合により、そのｍ拍のうち最新の時点の推定血圧値ＥＢＰを表すモデルである。数式２において、ｋは係数である。また、カッコ内の数値は最新の時点から何拍前の情報であるかを表し、たとえば、ＤＴ（０）は最新の脈波伝播時間を意味し、ＤＴ（−１）はその最新の時点の一拍前の脈波伝播時間を意味する。数式２のように複数の循環情報に基づいて推定血圧値ＥＢＰが決定されるモデルの場合は、多変量自己回帰モデルという。ここで、まず、定数項Ｃ１の決定について説明する前に、自己回帰モデルＡＲ１の係数ｋの決定について説明する。
【００３４】
自己回帰モデルＡＲ１の係数ｋを決定するには、連続するｍ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅとそのｍ拍分のうち最新の時点において測定された血圧値ＢＰとを一組とする情報が、係数ｋの数以上必要である。すなわち、係数ｋの数はｍ×４であるので、上記情報の組がｍ×４組以上必要となる。そのため、この係数ｋの決定においては、まず、連続的に生体の血圧値ＢＰが測定できる連続血圧値測定装置と、前記脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅを連続的に決定するための装置（たとえば本実施例の非観血連続血圧推定装置８）を同じ生体の装着して、上記一組の情報を多数組得る。この作業を複数の生体に対して行なうことにより、複数人について、上記一組の情報を少なくともｍ×４組以上の多数組得る。そして、それらの多数組の情報に基づいて最小自乗法により係数ｋおよび定数項Ｃ１を予め決定する。なお、上記連続血圧値測定装置としては、後述する他の実施例において用いられている圧脈波に基づいて血圧値を連続的に決定する形式、容積補償法により血圧値を連続的に測定する形式、脈波伝播速度情報に基づいて血圧値を連続的に決定する形式等の非観血的連続血圧値測定装置、または動脈血管にカテーテルを挿入して血圧値を測定する形式の観血的連続血圧測定装置等が用いられる。
【００３６】
また、上記自己回帰モデルＡＲ１は、最新の循環情報からｍ拍前までの循環情報に基づいて推定血圧値ＥＢＰが決定されるが、何拍前の循環情報まで用いて推定血圧値ＥＢＰを決定するか、すなわちｍの大きさは、２以上の一定値であればよく、好ましくは、この自己回帰モデルＡＲ１の最終予測誤差ＦＰＥを最小に するように決定され、たとえば６０である。
【００３７】
上記のようにして予め係数ｋが決定された自己回帰モデルＡＲ１は、複数人について測定された循環情報と血圧値とに基づいてその係数ｋが決定されていることから、多くの人に適合する汎用的な関係である。しかし、後述する推定血圧値決定手段７４により決定される推定血圧値ＥＢＰの精度をさらに高めるため、モデル修正手段７３では、各個人について実際に測定された循環情報と血圧値ＢＰとに基づいて、自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１を決定することにより、自己回帰モデルＡＲ１を修正するのである。すなわち、血圧測定手段６０により測定された血圧値ＢＰ（最高血圧値ＢＰSYS ・平均血圧値ＢＰMEAN・最低血圧値ＢＰDIA のいずれか一つ）と、循環情報記憶手段７２によりＲＡＭ３４に記憶された循環情報のうち、血圧値ＢＰが測定された時点のｍ拍分の循環情報とを、自己回帰モデルＡＲ１に代入することにより、定数項Ｃ１を決定するのである。なお、血圧値ＢＰが測定された時点とは、血圧測定手段６０による血圧測定中だけでなく、その血圧測定の直前および直後であってもよい。
【００３８】
推定血圧値決定手段７４は、上記自己回帰モデルＡＲ１に基づいて、循環情報記憶手段７２によりＲＡＭ３４に記憶されている循環情報のうち、最新の循環情報を含む所定拍数分を用いて、その最新の循環情報が決定された時点の推定血圧値ＥＢＰを逐次決定する。ここで決定される推定血圧値ＥＢＰは、モデル修正手段７３において用いられたものと同じであり、たとえば、モデル修正手段７３において最高血圧値ＢＰSYS に基づいて定数項Ｃ１が決定された場合、推定血圧値は推定最高血圧値ＥＢＰSYS になる。また、上記所定拍数は、自己回帰モデルＡＲ１に代入される拍数であることから、ｍ拍分となる。
【００３９】
表示手段７６は、推定血圧値決定手段７４により決定された推定血圧値ＥＢＰを、表示器３６の所定の表示領域に表示させる。血圧測定起動手段７８は、推定血圧値決定手段７４により決定された推定血圧値ＥＢＰが予め設定された判断基準値を越えたことに基づいて、前記血圧測定手段６０による血圧測定を起動させる。すなわち、血圧測定起動手段７８は、推定血圧値決定手段７４により決定された推定血圧値ＥＢＰが予め設定された判断基準値たとえば血圧測定手段６０による前回のカフによる血圧測定時を基準としてそれから所定値或いは所定割合以上変化したことを以て異常判定する推定血圧値異常判定手段としても機能し、推定血圧値ＥＢＰの異常が判定され場合に前記血圧測定手段６０による血圧測定を起動させる。
【００４０】
図５および図６は、上記非観血連続血圧推定装置８の電子制御装置２８における制御作動の要部を説明するフローチャートであって、図５は、初回の起動時および図６においてカフ１０による血圧測定の起動が判断された場合に実行される血圧測定ルーチンであり、カフ１０による血圧測定を実行するとともに、自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１を決定する。図６は、図５の血圧測定ルーチンにより自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１が決定された後に実行される推定血圧値ＥＢＰ決定ルーチンである。
【００４１】
図５において、まず前記カフ圧制御手段６２に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略する。）およびＳＡ２では、切換弁１６が圧力供給状態に切り換えられ且つ空気ポンプ１８が駆動されることにより、血圧測定のためにカフ１０の急速昇圧が開始されるとともに、カフ圧ＰC が１８０mmHg程度に予め設定された目標圧迫圧ＰCM以上となったか否かが判断される。このＳＡ２の判断が否定された場合は、上記ＳＡ１以下が繰り返し実行されることによりカフ圧ＰC の上昇が継続される。
【００４２】
しかし、カフ圧ＰC の上昇により上記ＳＡ２の判断が肯定されると、前記血圧測定手段６０に対応するＳＡ３において、血圧測定アルゴリズムが実行される。すなわち、空気ポンプ１８を停止させ且つ切換弁１６を徐速排圧状態に切り換えてカフ１０内の圧力を予め定められた３mmHg/sec程度の緩やかな速度で下降させることにより、この徐速降圧過程で逐次得られる脈波信号ＳＭ1 が表す脈波の振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリック方式の血圧値決定アルゴリズムに従って最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA が測定され、切換弁１６が急速排圧状態に切り換えられてカフ１０内が急速に排圧される。
【００４３】
続くＳＡ４では、上記ＳＡ３において測定された最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA が、表示器３６に表示される。
【００４４】
続くＳＡ５では、心電波形のＲ波および光電脈波の一脈波分が入力されたか否かが判断される。このＳＡ５の判断が否定された場合はＳＡ５が繰り返し実行されるが、肯定された場合は、続く脈波伝播速度情報算出手段６４に対応するＳＡ６において、上記ＳＡ５で入力された心電波形のＲ波から光電脈波の立ち上がり点までの時間差すなわち脈波伝播時間ＤＴ(msec)が決定される。
【００４５】
続く心拍周期情報算出手段６６に対応するＳＡ７では、ＳＡ５で入力された心電誘導波形のＲ波の時間間隔から心拍周期ＲＲ(sec) が算出され、続く容積脈波面積情報算出手段６８に対応するＳＡ８では、ＳＡ５で入力された光電脈波の１脈波分の面積ＶＰを、上記ＳＡ７で算出された心拍周期ＲＲで割ることにより容積脈波面積比ＶＲ（＝ＶＰ／ＲＲ）が算出され、続く上昇期間算出手段７０に対応するＳＡ９では、ＳＡ５で入力された光電脈波の立ち上がり点からピークトップまでのＵ−ｔｉｍｅが算出される。
【００４６】
次いで、循環情報記憶手段７２に対応するＳＡ１０では、上記ＳＡ６乃至ＳＡ９において循環情報として算出された情報、すなわち、脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅが、ＲＡＭ３４の所定の記憶領域に逐次記憶される。
【００４７】
続くＳＡ１１では、上記ＳＡ１０においてｍ拍分（すなわち自己回帰モデルＡＲ１の次数分）以上の循環情報が記憶されたか否かが判断される。当初はこの判断が否定されるので、上記ＳＡ５以降が繰り返されるが、この判断が肯定された場合は、モデル修正手段７３に対応するＳＡ１２が実行される。
【００４８】
そのＳＡ１２では、前記ＳＡ３において決定された血圧値ＢＰ（たとえば最高血圧値ＢＰSYS ）と、上記ＳＡ１０で記憶されたｍ拍分の循環情報（ＤＴ・ＲＲ・ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ）とが、自己回帰モデルＡＲ１に代入されることにより、その自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１が決定される。そして、続いて、図６の推定血圧値ＥＢＰ決定ルーチンが実行される。
【００４９】
図６において、まずＳＢ１乃至ＳＢ６では、図５のＳＡ５乃至ＳＡ１０と同様の処理が行なわれる。すなわち、ＳＢ１では、心電波形のＲ波および光電脈波の一脈波分が入力されたか否かが判断され、脈波伝播速度情報算出手段６４に対応するＳＢ２では脈波伝播時間ＤＴが算出され、心拍周期情報算出手段６６に対応するＳＢ３では心拍周期ＲＲ(sec) が算出され、容積脈波面積情報算出手段６８に対応するＳＢ４では容積脈波面積比ＶＲが算出され、上昇期間算出手段７０に対応するＳＢ５ではＵ−ｔｉｍｅが算出され、循環情報記憶手段７２に対応するＳＢ６では、上記ＳＢ２乃至ＳＢ５において算出された脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅが、ＲＡＭ３４の所定の記憶領域に逐次記憶される。
【００５０】
続く推定血圧値決定手段７４に対応するＳＢ７では、ＲＡＭ３４の所定の記憶領域に記憶されている循環情報のうち、直前にＳＢ２乃至ＳＢ５で算出された循環情報（すなわち最新の循環情報）からｍ−１拍前までのｍ拍分の循環情報が、図５のＳＡ１２で定数項Ｃ１が決定された自己回帰モデルＡＲ１に代入されることにより、その最新の循環情報が算出された時点の推定血圧値ＥＢＰが決定される。
【００５１】
続く表示手段７６に対応するＳＢ８では、ＳＢ７で決定された推定血圧値ＥＢＰが、図７に示すようにトレンドグラフ形式で表示器３６に表示される。
【００５２】
次いで、前記血圧測定起動手段７８に対応するＳＢ９では、上記ＳＢ７で決定された推定血圧値ＥＢＰが予め設定された判断基準値を超えたか否かが判断される。このＳＢ９の判断が肯定された場合は、続くＳＢ１０において、表示器３６に推定血圧値ＥＢＰの異常を示す表示がされた後に、信頼性のあるカフ１０による血圧値ＢＰを得るために、前述の図５の血圧測定ルーチンが実行される。
【００５３】
一方、上記ＳＢ９の判断が否定された場合は、ＳＢ１１において、前回カフ１０による血圧測定が実行されてからの経過時間が予め設定された１５乃至２０分程度の血圧測定周期（すなわち較正周期）ＴB を経過したか否かが判断される。この判断が否定された場合は、本ルーチンが繰り返され、肯定された場合は、周期的に到来する自己回帰モデルＡＲ１を較正周期であるので、前述の図５の血圧測定ルーチンが実行されて、自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１が再決定される。
【００５４】
上述のように、本実施例によれば、予め係数ｋが決定された自己回帰モデルＡＲ１に基づいて、推定血圧値決定手段７４（ＳＢ７）により、脈波伝播速度情報算出手段６４（ＳＢ２）・心拍周期情報算出手段６６（ＳＢ３）・容積脈波面積情報算出手段６８（ＳＢ４）・上昇期間算出手段７０（ＳＢ５）によって決定された、最新のものを含むｍ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅから、その最新の脈波伝播時間ＤＴ等が決定された時点の生体の推定血圧値ＥＢＰが決定されるので、信頼性の高い推定血圧値ＥＢＰが得られる。
【００５５】
また、本実施例によれば、循環情報決定手段として、脈波伝播時間ＤＴを連続的に算出する脈波伝播速度情報算出手段６４（ＳＢ２）・心拍周期ＲＲを連続的に算出する心拍周期情報算出手段６６（ＳＢ３）・容積脈波面積比ＶＲを連続的に算出する容積脈波面積情報算出手段６８（ＳＢ４）が用いられていることから、推定血圧値決定手段７４（ＳＢ７）によって、生体の循環器から非侵襲にて連続的に得られる情報のうち最もよく生体の血圧値の変動に対応する情報の一つである脈波伝播時間ＤＴ・生体の血圧値に関連して変化する心臓側のパラメータである心拍周期ＲＲ・生体の血圧値に関連して変化する末梢側のパラメータである容積脈波面積比ＶＲが用いられて推定血圧値ＥＢＰが決定されるので、推定血圧値ＥＢＰの精度が一層高くなる。
【００５６】
また、本実施例によれば、モデル修正手段７３（ＳＡ１２）により生体毎の循環情報と血圧値ＢＰとに基づいて自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１が決定されるので、推定血圧値ＥＢＰの精度がより一層高くなる。
【００５７】
次に、第２発明の一実施例を説明する。なお、以下の実施例において前述の実施例と共通する部分は同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５８】
図８は、第２発明が適用された非観血連続血圧予測装置８０の構成を示すブロック図である。圧脈波検出プローブ８２は、図９に詳しく示すように、容器状を成すセンサハウジング８４を収容するケース８６と、このセンサハウジング８４を撓骨動脈８８の幅方向に移動させるためにそのセンサハウジング８４に螺合され且つケース８６の駆動部９０内に設けられた図示しないモータによって回転駆動されるねじ軸９２とを備えている。上記ケース８６には装着バンド９４が取りつけられており、上記容器状を成すセンサハウジング８４の開口端が人体の体表面９６に対向する状態で装着バンド９４によりカフ１０が巻回されていない側たとえば左側の手首９８に着脱可能に取り付けられるようになっている。上記センサハウジング８４の内部には、ダイヤフラム１００を介して圧脈波センサ１０２が相対移動可能かつセンサハウジング８４の開口端からの突出し可能に設けられており、これらセンサハウジング８４およびダイヤフラム１００等によって圧力室１０４が形成されている。この圧力室１０４内には、空気ポンプ１０６から調圧弁１０８を経て圧力空気が供給されるようになっており、これにより、圧脈波センサ１０２は圧力室１０４内の圧力に応じた押圧力で前記体表面９６に押圧される。なお、本実施例では、圧脈波センサ１０２の押圧力は圧力室１０４内の圧力（単位：mmHg）で示される。
【００５９】
上記センサハウジング８４およびダイヤフラム１００は、圧脈波センサ１０２を撓骨動脈８８に向かって押圧する押圧装置１１０を構成しており、押圧装置１１０は後述する最適押圧力ＰHDPOで圧脈波センサ１０２を押圧する。そして、上記ねじ軸９２および図示しないモータは、圧脈波センサ１０２が押圧される押圧位置をその撓骨動脈８８の幅方向に移動させて変更する押圧位置変更装置すなわち幅方向移動装置１１２を構成している。
【００６０】
上記圧脈波センサ１０２は、たとえば、単結晶シリコン等から成る半導体チップから成る押圧面１１４に多数の半導体感圧素子（図示せず）が撓骨動脈８８の幅方向すなわちねじ軸９２と平行な圧脈波センサ１０２の移動方向に０．２mm程度の一定の間隔で配列されて構成されており、手首９８の体表面９６の撓骨動脈８８上に押圧されることにより、撓骨動脈８８から発生して体表面９６に伝達される圧力振動波すなわち圧脈波を検出し、その圧脈波を表す圧脈波信号ＳＭ4 をＡ／Ｄ変換器１１６を介して電子制御装置２８へ供給する。図１０は、圧脈波センサ１０２により検出された圧脈波信号ＳＭ4 の一例を示している。
【００６１】
電子制御装置２８のＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３２に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ３４の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行し、空気ポンプ１０６および調圧弁１０８へ図示しない駆動回路を介して駆動信号を出力して圧力室１０４内の圧力を調節する。電子制御装置２８は、たとえば圧脈波信号ＳＭ4 の検出に際しては、幅方向移動装置１１２により、圧脈波センサ１０２を撓骨動脈８８の略真上となる最適押圧位置に位置するように移動させた後、圧力室１０４内の徐速圧力変化過程で逐次得られる圧脈波に基づいて撓骨動脈８８の血管壁の一部を略平坦とするための圧脈波センサ１０２の最適押圧力ＰHDPOを決定し、その最適押圧力ＰHDPOを維持するように調圧弁１０８を制御する。また、電子制御装置２８は、カフ１０を用いて測定された最高血圧値ＢＰSYS および最低血圧値ＢＰDIA と、上記最適押圧力ＰHDPOが維持された状態で圧脈波センサ１０２の半導体感圧素子のうちの撓骨動脈８８の真上に位置する中心位置圧力検出素子（アクティブエレメント）により検出された圧脈波の最高値ＰMmaxおよび最低値ＰMminとに基づいて、測定された血圧値ＢＰと圧脈波の大きさＰM （絶対値）との間の対応関係を求め、この対応関係から、圧脈波センサ１０２により逐次検出される圧脈波の大きさＰM （mmHg）すなわち最高値（上ピーク値）ＰMmaxおよび最低値（下ピーク値）ＰMminに基づいて最高血圧値ＭＢＰSYS および最低血圧値ＭＢＰDIA （監視血圧値またはモニタ血圧値）を逐次決定し、表示器３６において、その決定した最高血圧値ＭＢＰSYS および最低血圧値ＭＢＰDIA を１拍毎に数値表示させ、最高血圧値ＭＢＰSYS または最低血圧値ＭＢＰDIA を示す波形を連続的に表示させる。
【００６２】
上記対応関係は、たとえば図１１に示すものであり、数式３により表される。この数式３において、Ａは傾きを示す定数、Ｂは切片を示す定数である。
【００６３】
（数３）
ＭＢＰ＝Ａ・ＰM ＋Ｂ
【００６４】
図１２は、上記のように構成された非観血連続血圧推定装置８０における演算制御装置２８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【００６５】
最適押圧力制御手段１２０は、最適押圧位置に位置させられた圧脈波センサ１０２の押圧力を連続的に変化させ、その変化過程で得た圧脈波に基づいて最適押圧力を決定し、圧脈波センサ１０２を最適押圧力ＰHDPOにて押圧させる。最適押圧力ＰHDPOとは、たとえば図１３に示すように、最適押圧力ＰHDPOを十分に含む範囲で押圧力を連続的に増加させる過程で、圧脈波センサ１０２のアクティブエレメントから得られた脈波振幅の最大値を中心とする所定範囲内の押圧値、および／またはその押圧力変化過程で得た圧脈波信号ＳＭ4 の下ピーク値ＳMminと圧脈波センサ１０２の押圧力とを示す二次元図表においてその下ピーク値ＳMminを結ぶ曲線（図１３の破線）に形成される平坦部の中央を中心とする所定範囲内の押圧値である。
【００６６】
関係決定手段１２２は、圧脈波センサ１０２の押圧面１１４に配列された複数の圧力検出素子のうち中心位置圧力検出素子（アクティブエレメント）により検出される圧脈波の大きさＰM と血圧測定手段６０により測定された血圧値ＢＰとの間の対応関係をたとえば図１１に示すように予め決定する。監視血圧値連続決定手段１２４は、その対応関係から、圧脈波センサ１０２の押圧面１１４に配列された複数の圧力検出素子のうちたとえば上記中心位置圧力検出素子により検出される圧脈波の大きさに基づいて生体の監視血圧値ＭＢＰ（監視最高血圧値ＭＢＰSYS 、監視平均血圧値ＭＢＰMEAN、監視最低血圧値ＭＢＰDIA の少なくとも一つ）を連続的に決定し、且つ、その監視血圧値ＭＢＰを表示器３６に逐次表示する。この監視血圧値ＭＢＰは、生体の撓骨動脈８８から非侵襲にて得られる撓骨動脈圧波形に基づく循環情報であるので、監視血圧値連続決定手段１２４は循環情報決定段として機能している。
【００６７】
循環情報記憶手段１２６は、脈波伝播速度情報算出手段６４・心拍周期情報算出手段６６・容積脈波面積情報算出手段６８・上昇期間算出手段７０によりそれぞれ連続的に算出された情報、および監視血圧値連続決定手段１２４により連続的に決定された監視血圧値ＭＢＰを、電子制御装置２８のＲＡＭ３４内の所定の記憶領域に逐次記憶する。
【００６８】
予測循環情報決定手段１２８は、連続するｎ拍分の循環情報から、そのｎ拍分のうちの最新の循環情報が得られた時からｓ拍後の予測循環情報を決定するための予め設定された自己回帰モデルを用いて、循環情報決定手段により実際に決定された循環情報に基づいて、将来の予測循環情報を決定する。すなわち、予測循環情報決定手段１２８は、上記予め設定された自己回帰モデルを用いて、循環情報決定手段により実際に決定された循環情報のｎ拍分から、そのｎ拍分のうち最新の時点よりもｓ拍後の予測循環情報（上記自己回帰モデルに入力される循環情報が複数種類ある場合はそのうちのいずれか一つの予測値）を決定し、さらに、その予測循環情報を含む連続するｎ拍分の循環情報から、上記自己回帰モデルを用いて、さらに先の予測循環情報を決定し、この繰り返しにより予め設定されたｕ拍後までの予測循環情報を逐次決定する。
【００６９】
数式４は、循環情報として、脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰが用いられ、予測循環情報として予測脈波伝播速度ＤＴ（ｓ）が決定される場合の自己回帰モデルＡＲ２の一例を示している。自己回帰モデルＡＲ２は、連続するｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰの線形結合により、そのｎ拍のうち最新の時点よりもｓ拍後の予測脈波伝播時間ＤＴ（ｓ）を表すモデルである。数式４において、ａは予め決定される係数、Ｃ２は定数項、ｎ，ｓは自然数であり、カッコ内の数値は、最新の時点から何拍離れているかを示し、たとえば、ＤＴ（０）は最新の脈波伝播時間を意味し、ＤＴ（−１）はその最新の時点の一拍前を意味し、ＤＴ（ｓ）はその最新の脈波伝播時間からｓ拍後の予測脈波伝播時間を意味する。
【００７０】
上記自己回帰モデルＡＲ２の係数ａを決定するには、連続するｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰ（監視最高血圧値ＭＢＰSYS 、監視平均血圧値ＭＢＰMEAN、監視最低血圧値ＭＢＰDIA のいずれか一つ）とそのｎ拍分のうち最新の時点からｓ拍後の脈波伝播時間ＤＴとを一組とする実際に測定された情報が、係数ａの数以上必要である。すなわち、係数ａの数はｎ×５であるので、上記情報の組がｎ×５組以上必要となる。そのため、この係数ａの決定においては、多数人から予め上記一組の情報を少なくともｎ×５組以上の多数組蓄積する。そして、その蓄積された多数組の情報に基づいて最小自乗法により係数ａおよび定数項Ｃ２を予め決定する。
【００７２】
また、心拍周期ＲＲのｓ拍後の予測値すなわち予測心拍周期ＲＲ（ｓ）、容積脈波面積比ＶＲのｓ拍後の予測値すなわち予測容積脈波面積比ＶＲ（ｓ）、Ｕ−ｔｉｍｅのｓ拍後の予測値すなわち予測Ｕ−ｔｉｍｅ（ｓ）も、同様にして予め係数ｂ，ｃ，ｄが決定された自己回帰モデルＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５にに基づいて決定される。なお、循環情報には、前述のように監視血圧値ＭＢＰも含まれるが、予測循環情報決定手段１２８は、脈波伝播速度情報・心拍周期情報・容積脈波面積情報・上昇期間のうちの少なくとも一つについて予測値を決定するものとし、監視血圧値ＭＢＰの予測値すなわち予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）は後述する予測血圧値決定手段１３０により決定される。
【００７３】
また、それら自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５は、ｎ拍分の循環情報に基づいて、そのｎ拍分の循環情報のうち最新のもののｓ拍後の予測循環情報が決定される関係を表しているが、ｎの大きさ（すなわち入力される循環情報の拍数）は予め実験に基づいて決定される２以上の一定値であり、ｓの大きさ（すなわち何拍後の予測値が決定されるか）は予め実験に基づいて決定される１乃至４の一定値である。たとえば、ｎは自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５の最終予測誤差ＦＰＥを最小にするように決定され、たとえば６０である。
【００７４】
予測循環情報モデル修正手段１２９は、脈波伝播速度情報算出手段６４・心拍周期情報算出手段６６・容積脈波面積情報算出手段６８・上昇期間算出手段７０・監視血圧値連続決定手段１２４により実際に決定されたｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰと、そのｎ拍分のうち最新のものからｓ拍後に実際に決定された循環情報（脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅのいずれか一つ）とに基づいて、上記自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５の定数項Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５を決定することにより、自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５を修正する。前述のようにして予め係数ａ，ｂ，ｃ，ｄが決定された自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５は、複数人から測定された循環情報に基づいて係数ａ，ｂ，ｃ，ｄが決定されていることから、多くの人に適合する汎用的な関係であるが、予測循環情報決定手段１２８で決定される予測循環情報の精度をさらに高めるために、各個人について実際に測定された循環情報に基づいて定数項Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５を決定するのである。
【００７５】
予測血圧値決定手段１３０は、連続するｎ拍分の循環情報から、そのｎ拍分のうちの最新の循環情報が得られた時よりもｓ拍後の予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定するための予め設定された自己回帰モデルを用いて、前記前記循環情報決定手段により実際に決定された循環情報および予測循環情報決定手段１２８により決定された予測循環情報の少なくとも一方に基づいて、将来の予測血圧値を決定する。すなわち、予測血圧値決定手段１３０は、上記予め設定された自己回帰モデルを用いて、まず、循環情報決定手段により実際に決定された循環情報のｎ拍分から、そのｎ拍分の循環情報のうち最新のものよりもｓ拍後の予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定し、さらに、その予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）および／または前記循環情報決定手段１２８により決定された予測循環情報を含む連続するｎ拍分の循環情報から、上記自己回帰モデルを用いて、さらに先の予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定し、この繰り返しにより予め設定されたｕ拍後までの予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を逐次決定する。
【００７６】
数式５は、循環情報として、脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰが用いられて予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）が決定される場合の自己回帰モデルＡＲ６の一例を示している。自己回帰モデルＡＲ６は、連続するｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰの線形結合により、そのｎ拍のうち最新の時点のｓ拍後の監視血圧値ＭＢＰ（ｓ）を表すモデルである。数式５において、ｅは予め決定される係数、Ｃ６は定数項、ｎ，ｓは自然数であり、カッコ内の数値は、最新の時点から何拍離れているかを示している。
【００７７】
上記自己回帰モデルＡＲ６の係数ｅおよび定数項Ｃ６も、前記予測循環情報決定手段において用いられる自己回帰モデルＡＲ２乃至５と同様にして決定されている。すなわち、連続するｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰ（監視最高血圧値ＭＢＰSYS 、監視平均血圧値ＭＢＰMEAN、監視最低血圧値ＭＢＰDIA のいずれか一つ）とそのｎ拍分のうち最新の時点からｓ拍後の監視血圧値ＭＢＰ（たとえばｎ拍分が監視最高血圧値ＭＢＰSYS のときはｓ拍後も監視最高血圧値ＭＢＰSYS ）とを一組とする実際に測定された情報が、多数人から、予め少なくともｎ×５組以上の多数組蓄積されて、その蓄積された多数組の情報に基づいて最小自乗法により予め決定されている。また、ｎの大きさも、前述の自己回帰モデルＡＲ２乃至５と同様に実験により決定される一定値である。
【００７９】
上記自己回帰モデルＡＲ６に、循環情報決定手段により実際に決定されたｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰを入力すると、そのｎ拍分のうち最新のものよりもｓ拍後の予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）が決定される。また、前記自己回帰モデルＡＲ２乃至５にも同様の情報を入力すると、ｓ拍後の予測脈波伝播時間ＤＴ（ｓ）等が決定される。たとえば、ｓを１とすると現時点の一拍先の予測血圧値ＭＢＰ（１）・予測脈波伝播時間ＤＴ（１）等が決定できる。そして、この予測血圧値ＭＢＰ（１）・予測脈波伝播時間ＤＴ（１）等を最新の情報とするｎ拍分の情報を、自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ６に入力すると、さらに一拍先の予測血圧値ＭＢＰ（２）等が決定できるので、この繰り返しにより、予め設定されたｕ拍先（ｕは自然数、ｕ＞ｓ）までの予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定できるのである。
【００８０】
予測血圧値モデル修正手段１３１は、脈波伝播速度情報算出手段６４・心拍周期情報算出手段６６・容積脈波面積情報算出手段６８・上昇期間算出手段７０・監視血圧値連続決定手段１２４により実際に決定されたｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰと、そのｎ拍分のうち最新のものからｓ拍後に実際に決定された監視血圧値ＭＢＰとに基づいて、上記自己回帰モデルＡＲ６の定数項Ｃ６を決定することにより、自己回帰モデルＡＲ６を修正する。予め係数ｅが決定された自己回帰モデルＡＲ６は、多くの人に適合する汎用的な関係であるので、予測循環情報決定手段１３０で決定される予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）の精度をさらに高めるために、各個人について実際に測定された循環情報に基づいて定数項Ｃ６を決定するのである。
【００８１】
表示手段１３２は、予測血圧値決定手段１３０により決定された予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を、表示器３６の所定の表示領域に表示させる。
【００８２】
図１４、１５および１６は、上記非観血連続血圧予測装置８０の電子制御装置２８における制御作動の要部を説明するフローチャートであって、図１４は、メインルーチンであり、図１５は、予測循環情報および予測血圧値を出力するための自己回帰モデルを修正するモデル修正ルーチンであり、図１６は、予測血圧値決定ルーチンである。
【００８３】
図１４において、ＳＣ１では、初回のＳＣ１の実行であるか否か、および前回に対応関係が更新されてからの経過時間が十数分乃至数十分程度に予め設定されたキャリブレーション周期を超えたか否かが判断される。通常はそのＳＣ１の判断が否定されるので、ＳＣ２において所定の押圧位置更新条件（ＡＰＳ起動条件）が成立したか否か、たとえば、圧脈波センサ１０２の押圧面１１４に配列された圧力検出素子のうちの最大振幅を検出するものが配列位置のうちの端部に位置する状態となったか否かなどが判断される。
【００８４】
初回の装着時など、圧脈波センサ１０２の撓骨動脈８８に対する押圧位置がずれ、所定の押圧位置変更条件（ＡＰＳ起動条件）が成立する場合には、上記ＳＣ２の判断が肯定されるので、ＳＣ４のＡＰＳ制御ルーチンが実行される。このＡＰＳ制御ル−チンは、圧脈波センサ１０２の各圧力検出素子によりそれぞれ検出された圧脈波信号ＳＭ4 の振幅分布曲線の最大振幅を検出する素子が、圧力検出素子の略中心位置になるように最適押圧位置が決定されるとともに、そのときの最大振幅を検出する素子を中心位置圧力検出素子すなわちアクティブエレメントとして設定する。
【００８５】
撓骨動脈８８に対する圧脈波センサ１０２の押圧位置が正常範囲であれば、上記ＳＣ２の判断が否定されるので、ＳＣ３において、たとえば図１１の対応関係を変化させる程に圧脈波センサ１０２の押圧条件を変化させる体動が検出されたか否か、或いは監視血圧値ＭＢＰが前回のカフ１０を用いて測定された血圧値ＢＰに対して大幅に変化したか否かなどに基づいて、血圧監視のための対応関係を更新するための起動条件或いは最適押圧力決定起動条件（ＨＤＰ起動条件）が成立したか否かが判断される。
【００８６】
上記ＳＣ３の判断が肯定された場合、および上記ＳＣ４のＡＰＳ制御ルーチンが実行された場合は、前記最適押圧力制御手段１２０に対応するＳＣ５のＨＤＰ制御ルーチンにおいて、圧脈波センサ１０２の押圧力が連続的に高められる過程で、撓骨動脈８８の真上に位置する中心位置圧力検出素子からの圧脈波の振幅が最大となる押圧力が最適押圧力ＰHDPOとして決定され且つ更新された後、圧脈波センサ１０２の押圧力がその最適押圧力ＰHDPOにて保持される。そして、圧脈波センサ１０２がその最適押圧力ＰHDPOにて押圧された状態で、以後のＳＣ６以下が実行される。
【００８７】
前回に対応関係が決定されてからの経過時間が予め設定されたキャリブレーション周期を超えた場合、または上記ＳＣ５においてＨＤＰ制御ルーチンが実行された場合は、ＳＣ６においてカフ１０を用いた血圧測定が実行された後、ＳＣ７において対応関係が更新される。すなわち、先ず、前記血圧測定手段６０に対応するＳＣ６では、切換弁１６を圧力供給状態に切り換え且つ空気ポンプ１８を作動させてカフ１０内の圧力を患者の予想される最高血圧値よりも高い目標圧力（たとえば１８０mmHg）まで昇圧した後、空気ポンプ１８を停止させ且つ切換弁１６を徐速排圧状態に切り換えてカフ１０内の圧力を３mmHg/sec程度に予め定められた徐速降圧速度で下降させることにより、この徐速降圧過程で逐次得られる脈波信号ＳＭ1 が表す圧脈波の振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリック方式の血圧値決定アルゴリズムに従って最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA （基準血圧値）が測定される。そして、その測定された血圧値が表示器３６に表示されるとともに、切換弁１６が急速排圧状態に切り換えられてカフ１０内が急速に排圧される。
【００８８】
次に、前記関係決定手段１２２に対応するＳＣ７では、圧脈波センサ１０２からの圧脈波の大きさ（絶対値すなわち圧脈波信号ＳＭ4 の大きさ）と上記ＳＣ６において測定されたカフ１０による血圧値ＢＰSYS 、ＢＰDIA との間の対応関係が求められ、更新される。すなわち、圧脈波センサ１０２からの圧脈波が１拍読み込まれ且つその圧脈波の最高値ＰMmaxおよび最低値ＰMminが決定されるとともに、それら圧脈波の最高値ＰMmaxおよび最低値ＰMminとＳＣ６にてカフ１０により測定された最高血圧値ＢＰSYS および最低血圧値ＢＰDIA とに基づいて、図１１に示す圧脈波の大きさと血圧値との間の対応関係が決定されるのである。
【００８９】
続くＳＣ８では、１つの脈波が発生したか否かが、心電誘導装置３８からの心電誘導信号ＳＭ2 、光電脈波センサ４０からの光電脈波信号ＳＭ3 、および圧脈波センサ１０２からの圧脈波信号ＳＭ4 に基づいて判断される。このＳＣ８の判断が否定された場合はＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３、ＳＣ８が繰り返し実行させられることにより待機させられる。しかし、ＳＣ８の判断が肯定された場合は、続くＳＣ９において、予測循環情報を決定するための自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ５および予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ６が個人毎に修正されたか否か、すなわち自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ６の定数項Ｃ２乃至Ｃ６が決定されたか否かが判断される。この判断が否定された場合は、続くＳＣ１０において、図１５に詳しく示すモデル修正ルーチンが実行される。
【００９０】
図１５において、循環情報決定手段に対応するＳＤ１乃至ＳＤ５では、図１４のＳＣ８で入力された脈波に基づいて循環情報が決定される。すなわち、脈波伝播速度情報算出手段６４に対応するＳＤ１、心拍周期情報算出手段６６に対応するＳＤ２、容積脈波面積情報算出手段６８に対応するＳＤ３、上昇期間算出手段７０に対応するＳＤ４において、前述の実施例の図６のＳＢ２乃至ＳＢ５と同様にして、脈波伝播時間ＤＴ、心拍周期ＲＲ、容積脈波面積比ＶＲ、およびＵ−ｔｉｍｅがそれぞれ算出され、続く監視血圧値連続決定手段１２４に対応するＳＤ５では、最適押圧力ＰHDPOにて押圧されている圧脈波センサ１０２のアクティブエレメントＥ0 によって供給された圧脈波信号ＳＭ4 から、その波動の最高値ＰMmaxおよび最低値ＰMminが決定され、図１１の対応関係からその圧脈波の最高値ＰMmaxおよび最低値ＰMminに基づいて監視最高血圧値ＭＢＰSYS および監視最低血圧値ＭＢＰDIA が決定される。
【００９１】
続く循環情報記憶手段１２６に対応するＳＤ６では、上記ＳＤ１乃至ＳＤ５で算出・決定された脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰがＲＡＭ３４の所定の記憶領域に記憶される。そして、続くＳＤ７において、ｉに１が加えられる。ここで、ｉはＲＡＭ３４に何拍分の循環情報が記憶されているかを示す数である。すなわち、上記ＳＤ６の処理が実行された回数を表している。
【００９２】
続くＳＤ８では、ｉがｎ＋ｓ以上となったか否かが判断される。これは、ＲＡＭ３４に記憶された循環情報から、ｎ拍分を自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ６に入力し、その自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ６に基づいて予測されたｓ拍後の循環情報と、実際のｓ拍後の循環情報とに基づいて定数項Ｃ２乃至Ｃ６を決定するためである。
【００９３】
上記ＳＤ８の判断が否定された場合は、本ルーチンは終了させられ、図１４のメインルーチンに戻り、メインルーチンのＳＣ８において新たな脈波が入力されると、上記ＳＤ１乃至６が再び実行されて、新たに算出・決定された循環情報がＲＡＭ３４に記憶される。この繰り返しにより、上記ＳＤ８の判断が肯定された場合は、続く予測循環情報モデル修正手段１２９に対応するＳＤ９において、予測脈波伝播時間ＤＴ（ｓ）・予測心拍周期ＲＲ（ｓ）・予測容積脈波面積比ＶＲ（ｓ）・予測Ｕ−ｔｉｍｅ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ５に、上記ＳＤ６で記憶されたｎ＋ｓ拍分の循環情報のうち古い側のｎ拍分が入力され、得られた予測脈波伝播時間ＤＴ（ｓ）・予測心拍周期ＲＲ（ｓ）・予測容積脈波面積比ＶＲ（ｓ）・予測Ｕ−ｔｉｍｅ（ｓ）と、上記ＳＤ６で記憶された最新の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅとが比較されて自己回帰モデルＡＲ２乃至ＡＲ５の定数項Ｃ２乃至Ｃ５がそれぞれ決定される。
【００９４】
そして、続く予測血圧値モデル修正手段１３１に対応するＳＤ１０において、予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ６に、上記ＳＤ６で記憶されたｎ＋ｓ拍分の循環情報のうち古い側のｎ拍分が入力され、得られた予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）と、上記ＳＤ６で記憶された最新の監視血圧値ＭＢＰとが比較されて、自己回帰モデルＡＲ６の定数項Ｃ６が決定される。
【００９５】
それぞれの自己回帰モデルＡＲ２〜ＡＲ６について定数項Ｃ２〜Ｃ６が決定されて図１５のモデル修正ルーチンが終了させられると、図１４のメインルーチンの繰り返しにおいて、前記ＳＣ９の判断が肯定されて、続くＳＣ１１において、図１６に詳しく示す予測血圧値決定ルーチンが実行される。
【００９６】
図１６において、まずＳＥ１乃至ＳＥ６では、図１５のＳＤ１乃至ＳＤ６と同様の処理が実行される。すなわち、脈波伝播速度情報算出手段６４に対応するＳＥ１、心拍周期情報算出手段６６に対応するＳＥ２、容積脈波面積情報算出手段６８に対応するＳＥ３、上昇期間算出手段７０に対応するＳＥ４、監視血圧値連続決定手段１２４に対応するＳＥ５が実行されることにより、図１４のＳＣ８において入力された脈波に基づいて、脈波伝播時間ＤＴ、心拍周期ＲＲ、容積脈波面積比ＶＲ、Ｕ−ｔｉｍｅ、および監視血圧値ＭＢＰが算出・決定され、それらの情報が、循環情報記憶手段１２６に対応するＳＥ６において、ＲＡＭ３４の所定の記憶領域に記憶される。
【００９７】
続くＳＥ７では、上記ＳＥ５で決定された監視血圧値ＭＢＰが、トレンドグラフ形式で表示器３６に表示される。図１７は、ＳＥ７において表示器３６に表示される監視血圧値ＭＢＰの一例を示す図であり、実線がＳＥ７において逐次決定された監視血圧値ＭＢＰを示している。
【００９８】
続くＳＥ８ではｐに１が加えられる。ｐは、前回、予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定されてから、何拍経過したかを示す数値である。続くＳＥ９では、ｐが１０以上となったか否かが判断される。この判断が否定された場合は、本ルーチンは終了させられ、図１４のメインルーチンに戻る。そして、メインルーチンのＳＣ８において新たな脈波が入力されると、再びこの予測血圧値決定ルーチンが実行される。
【００９９】
上記繰り返しにより、ｐの値が１０以上となり、ＳＥ９の判断が肯定されると、続くＳＥ１０において、ｐの値が初期化された後、続くＳＥ１１乃至ＳＥ１４において、予め設定されたｕ拍後までの１拍毎の予測循環情報および予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定または更新される。従って、１０拍毎に予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が更新される。なお、このように１０拍毎に予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を更新することとしたのは、１拍毎にその時点からｕ拍後までの予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を更新することとすると、計算量が大きくなりすぎ、その他の処理が遅延するおそれがあるからである。
【０１００】
予測循環情報決定手段１２８に対応するＳＥ１１では、図１５のモデル修正ルーチンにおいて定数項Ｃ２〜Ｃ５が決定された、予測脈波伝播時間ＤＴ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ２、予測心拍周期ＲＲ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ３、予測容積脈波面積比ＶＲ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ４、および予測Ｕ−ｔｉｍｅ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ５に基づいて、その時点よりも一拍先の予測脈波伝播時間ＤＴ（１）・予測心拍周期ＲＲ（１）・予測容積脈波面積比ＶＲ（１）・予測Ｕ−ｔｉｍｅ（１）が決定される。すなわち、上記自己回帰モデルＡＲ２〜ＡＲ５に、ＲＡＭ３４に記憶されている最新の循環情報よりもｓ−１拍前からｎ−ｓ拍前までのｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰそれぞれ入力されることにより、ｓ−１拍前よりもｓ拍先、すなわち１拍先の予測脈波伝播時間ＤＴ（１）、予測心拍周期ＲＲ（１）、予測容積脈波面積比ＶＲ（１）、予測Ｕ−ｔｉｍｅ（１）が決定される。そして、それら決定された予測循環情報（１）がＲＡＭ３４に記憶される。
【０１０１】
続く予測血圧値決定手段１３０に対応するＳＥ１２では、図１５のモデル修正ルーチンにおいて定数項Ｃ６が決定された予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ６に、ＲＡＭ３４に記憶されている最新の循環情報よりもｓ−１拍前からｎ−ｓ拍前までのｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰが入力されて、１拍先の予測血圧値ＭＢＰ（１）が決定され、且つ、その決定された予測血圧値ＭＢＰ（１）がＲＡＭ３４に記憶される。
【０１０２】
続く表示手段１３２に対応するＳＥ１３では、ＳＥ１１乃至ＳＥ１４の繰り返しにおいて、上記ＳＥ１２で決定された予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が、前記ＳＥ７で表示器３６に逐次表示されている監視血圧値ＭＢＰと同一のグラフ上に表示される。図１７では、点線が予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を示している。
【０１０３】
続くＳＥ１４では、予め設定されたｕ拍数後までの予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定されたか否かが判断される。上記ｕは、たとえば３０拍、６０拍等に決定されている。この判断が否定された場合は、上記ＳＥ１１以下が繰り返し実行されて、さらに１拍先の予測循環情報および予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定される。すなわち、前回のＳＥ１１乃至ＳＥ１４の繰り返しにおいて決定され、且つ記憶された予測循環情報および予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を最新の情報として、その最新の情報よりもｓ−１拍前からｎ−ｓ拍前までのｎ拍分の（予測）循環情報および（予測）監視血圧値ＭＢＰ（ｕ）が入力信号とされて、その最新の情報のさらに１拍先の予測循環情報および予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定される。従って、現時点からｎ拍後までの予測循環情報（ｎ）および予測血圧値ＭＢＰ（ｎ）の決定には、ＳＥ１乃至ＳＥ５で実際に決定された循環情報および上記ＳＥ１１乃至ＳＥ１２で決定された予測循環情報の両方が用いられ、ｎ＋１拍後からｕ拍後までの予測循環情報（ｎ）および予測血圧値ＭＢＰ（ｎ）の決定には、上記ＳＥ１１乃至ＳＥ１２で決定された予測循環情報のみが用いられる。
【０１０４】
このＳＥ１１乃至ＳＥ１４の繰り返しにより、上記ＳＥ１４の判断が肯定された場合には、本予測血圧値決定ルーチンは終了させられ、図１４のメインルーチンに戻って、ＳＣ１以下が繰り返し実行される。
【０１０５】
上述のように、本実施例によれば、予測循環情報決定手段１２８（ＳＥ１１）により、ｎ拍分の循環情報からｓ拍後の予測循環情報（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５を用いて、実際に決定された脈波伝播速度ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰに基づいてｕ拍後までの予測脈波伝播速度ＤＴ（ｕ）・予測心拍周期ＲＲ（ｕ）・予測容積脈波面積比ＶＲ（ｕ）・予測Ｕ−ｔｉｍｅ（ｕ）が逐次決定され、予測血圧値決定手段１３０（ＳＥ１２）により、ｎ拍分の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰからｓ拍後の予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ６を用いて、脈波伝播速度情報算出手段６４（ＳＥ１）・心拍周期情報算出手段６６（ＳＥ２）・容積脈波面積情報算出手段６８（ＳＥ３）・上昇期間算出手段７０（ＳＥ４）・監視血圧値連続決定手段１２４（ＳＥ５）によって実際に決定された脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰ、および予測循環情報決定手段１２８（ＳＥ１１）・予測監視血圧値決定手段１３０（ＳＥ１２）によって決定された予測脈波伝播時間ＤＴ・予測心拍周期ＲＲ・予測容積脈波面積比ＶＲ・予測Ｕ−ｔｉｍｅ・予測血圧値ＭＢＰの少なくとも一方に基づいて、ｕ拍後までの予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が逐次決定されるので、今後の血圧値を正確に予測することができる。
【０１０６】
また、本実施例によれば、押圧装置１１０の圧脈波センサ１０２を押圧する押圧力Ｐが、最適押圧力制御手段１２０（ＳＣ５）により、圧脈波センサ１０２により押圧される撓骨動脈８８の一部が略平坦となるように予め決定した最適押圧力ＰHDPOに制御され、監視血圧値連続決定手段１２４（ＳＤ５）により、予め設定された数式３から、圧脈波センサ１０２により出力された圧脈波の大きさに基づいて生体の監視血圧値ＭＢＰが連続的に決定され、予測血圧値決定手段１３０（ＳＥ１２）では、前記循環情報として、監視血圧値連続決定手段１２４（ＳＤ５）により連続的に決定された監視血圧値ＭＢＰが用いられて、ｕ拍後までの一拍毎の予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が逐次決定される。従って、信頼性のある監視血圧値ＭＢＰが用いられて、所定拍数後までの一拍毎の予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）が決定されるので、精度の高い予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を決定することができる。
【０１０７】
また、本実施例によれば、循環情報決定手段として、脈波伝播時間ＤＴを連続的に算出する脈波伝播速度情報算出手段６４（ＳＥ１）・心拍周期ＲＲを連続的に算出する心拍周期情報算出手段６６（ＳＥ２）・容積脈波面積比ＶＲを連続的に算出する容積脈波面積情報算出手段６８（ＳＥ３）が用いられていることから、予測血圧値決定手段１３０（ＳＥ１２）によって、生体の循環器から非侵襲にて連続的に得られる情報のうち最もよく生体の血圧値の変動に対応する情報の一つである脈波伝播時間ＤＴ・生体の血圧値に関連して変化する心臓側のパラメータである心拍周期ＲＲ・生体の血圧値に関連して変化する末梢側のパラメータである容積脈波面積比ＶＲに基づいて予測推定血圧値ＭＢＰn が決定されるので、予測推定血圧値ＭＢＰ（ｕ）の精度が一層高くなる。
【０１０８】
また、本実施例によれば、予測循環情報モデル修正手段１２９（ＳＤ９）により、生体毎の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰに基づいて予測脈波伝播時間ＤＴ・予測心拍周期ＲＲ・予測容積脈波面積比ＶＲ・予測Ｕ−ｔｉｍｅのいずれかを決定するための自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５がそれぞれ修正されるので、予測循環情報決定手段１２８（ＳＥ１１）により決定される予測脈波伝播時間ＤＴ・予測心拍周期ＲＲ・予測容積脈波面積比ＶＲ・予測Ｕ−ｔｉｍｅの精度が高くなる。
【０１０９】
また、本実施例によれば、予測血圧値モデル修正手段１３１（ＳＤ１０）により生体毎の脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰに基づいて予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）を決定するための自己回帰モデルＡＲ６が修正されるので、予測血圧値決定手段１３０（ＳＥ１２）により決定される予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）の精度が高くなる。
【０１１０】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１１１】
たとえば、前述の第１発明が適用された実施例では、推定血圧値決定手段７４において、循環情報として、脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅの４つが用いられていたが、これらのうちの３つ以下の情報だけが用いられてもよい。すなわち、これらのうちの一つのみ（たとえば脈波伝播時間ＤＴのみ）が用いられてもよい。また、上記以外の循環情報が用いられてもよい。同様に、第２実施例の予測循環情報決定手段１２８および予測血圧値決定手段１３０でも、脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ・監視血圧値ＭＢＰの５つのうちの４つ以下の情報だけが用いられてもよい。従って、監視血圧値ＭＢＰが用いられずに予測血圧値が決定されてもよいし、逆に、監視血圧値ＭＢＰのみによって、予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）が決定されてもよい。また、脈波伝播時間ＤＴ・心拍周期ＲＲ・容積脈波面積比ＶＲ・Ｕ−ｔｉｍｅ等の循環情報は、それぞれ血圧に関連して変化する情報であるので、予め決定された関係に基づいて、それらの循環情報から仮の血圧値がそれぞれ決定され、推定血圧値決定手段７４または予測血圧値決定手段１３０では、それら仮の血圧値が用いられて、推定血圧値ＥＢＰまたは予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）が決定されてもよい。
【０１１２】
また、前述の第１実施例では、推定血圧値ＥＢＰは、一拍毎に決定されていたが、２拍以上の所定拍数毎に決定されてもよい。また、前述の第２実施例では、予測血圧値ＭＢＰは、１０拍毎に決定・更新されていたが、１拍毎、または２拍以上の所定拍数毎に決定・更新されるものであってもよい。
【０１１３】
また、前述の第２実施例の予測循環情報決定手段１２８では、予測脈波伝播時間ＤＴ・予測心拍周期ＲＲ・予測容積脈波面積比ＶＲ・予測Ｕ−ｔｉｍｅを決定するための自己回帰モデルＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５は、いずれもｎ拍分の循環情報に基づいて、それぞれの予測値を決定していたが、それぞれの予測値を決定するために必要な拍数は同じである必要はない。
【０１１４】
また、前述の第２実施例では、予測循環情報決定手段１２８および予測血圧値決定手段１３０は、ｕ拍後までの一拍毎の予測循環情報および予測血圧値ＭＢＰ（ｕ）を決定していたが、ｓ拍後の予測循環情報および予測血圧値ＭＢＰ（ｓ）のみを決定するものであってもよい。
【０１１５】
また、前述の実施例では、自己回帰モデルＡＲ１乃至ＡＲ６の係数を決定するための情報を多数人から測定していたが、一人のみからそれらの情報を測定してもよい。この場合、その情報に基づいて決定された自己回帰モデルＡＲ１乃至ＡＲ６は、その個人について、より精度の高い推定血圧値ＥＢＰ・予測循環情報・予測血圧値ＭＢＰが決定できる。
【０１１６】
また、前述の第１実施例では、図５の血圧測定ルーチンのＳＡ１２において、、カフ１０による血圧測定が実行される毎に、自己回帰モデルＡＲ１の定数項Ｃ１が決定されていたが、初回の血圧測定時にのみ定数項Ｃ１が決定されてもよい。
【０１１７】
また、前述の第２実施例では、図１４のＳＣ１０のモデル修正ルーチンは一回実行されるのみで、定数項Ｃ２乃至Ｃ６は一度決定されたら修正されないようにされていたが、前述の第１実施例と同様に、カフ１０による血圧測定毎に再決定されてもよい。
【０１１８】
なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲においてその他種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である非観血連続血圧推定装置の回路構成を説明するブロック線図である。
【図２】図１の実施例における電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図３】図１の実施例における電子制御装置の制御作動により求められ脈波伝播時間ＤＴを例示する図である。
【図４】脈波面積ＶＰ等の容積脈波面積情報の算出方法およびＵ−ｔｉｍｅを説明する図である。
【図５】図１の実施例のおける電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、血圧測定ルーチンを示す図である。
【図６】図１の実施例のおける電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、推定血圧値決定ルーチンを示す図である。
【図７】図１の実施例において求められた推定血圧値ＥＢＰが表示器にトレンド表示された例を示す図である。
【図８】第２発明の一実施例である非観血連続血圧予測装置の回路構成を説明するブロック線図である。
【図９】図８の実施例の圧脈波検出プローブを一部を切り欠いて説明する拡大図である。
【図１０】図８の実施例の圧脈波センサにより検出される圧脈波を例示する図である。
【図１１】図８の実施例において用いられる対応関係を例示する図である。
【図１２】図８の実施例における電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図１３】図１２の最適押圧力制御手段において決定される最適押圧力を説明する図である。
【図１４】図８の実施例の演算制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、メインルーチンを示している。
【図１５】図８の実施例のおける電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、予測循環情報および予測血圧値を出力するための自己回帰モデルを修正するモデル修正ルーチンである。
【図１６】図８の実施例のおける電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、予測血圧値決定ルーチンを示す図である。
【図１７】図８の実施例において求められた監視血圧値および予測血圧値が表示器にトレンド表示された例を示す図である。
【符号の説明】
８：非観血連続血圧推定装置
６４：脈波伝播速度情報算出手段（循環情報決定手段）
６６：心拍周期情報算出手段（循環情報決定手段）
６８：容積脈波面積情報算出手段（循環情報決定手段）
７０：上昇期間算出手段（循環情報決定手段）
７４：推定血圧値決定手段
８０：非観血連続血圧予測装置
１０２：圧脈波センサ
１１０：押圧装置
１２０：最適押圧力制御手段
１２４：監視血圧値連続決定手段
１２８：予測循環情報決定手段
１３０：予測血圧値決定手段
Claims (3)
- 生体の動脈内血圧を非侵襲にて連続的に推定するための非観血連続血圧推定装置であって、
前記生体の循環器から非侵襲にて得られる循環情報を連続的に決定する循環情報決定手段と、
生体の循環器から非侵襲にて得られた循環情報とそのときの該生体の血圧値とを用いて係数が予め決定された自己回帰モデルに基づいて、前記循環情報決定手段により決定された循環情報のうち、最新の循環情報を含む所定拍数分の循環情報から、該最新の循環情報が決定された時点の推定血圧値を逐次決定する推定血圧値決定手段と
を、含むことを特徴とする非観血連続血圧推定装置。 - 生体の動脈内血圧を非侵襲にて連続的に予測するための非観血連続血圧予測装置であって、
前記生体の循環器から非侵襲にて連続的に得られる循環情報を決定する循環情報決定手段と、
所定拍数分の循環情報から所定拍数後の予測循環情報を決定するための予め設定された自己回帰モデルを用いて、前記循環情報決定手段により実際に決定された循環情報に基づいて、将来の予測循環情報を逐次決定する予測循環情報決定手段と、
所定拍数分の循環情報から所定拍数後の予測血圧値を決定するための予め設定された自己回帰モデルを用いて、前記循環情報決定手段により実際に決定された循環情報および前記予測循環情報決定手段により決定された予測循環情報の少なくとも一方に基づいて、将来の予測血圧値を逐次決定する予測血圧値決定手段とを、含むことを特徴とする非観血連続血圧予測装置。 - 前記生体の動脈から発生する圧脈波を検出するための圧脈波センサと、
該圧脈波センサを前記動脈に向かって押圧する押圧装置と、
前記動脈の血管壁の一部が略平坦となるように予め決定した最適押圧力で前記押圧装置により前記圧脈波センサを押圧させ且つその最適押圧力を維持させる最適押圧力制御手段と、
予め設定された関係から、前記圧脈波センサにより検出された圧脈波の大きさに基づいて、該生体の監視血圧値を連続的に決定する監視血圧値連続決定手段とを、さらに含み、
前記予測血圧値決定手段は、前記循環情報として、前記監視血圧値連続決定手段により連続的に決定された監視血圧値を少なくとも用いて、将来の予測血圧値を逐次決定するものである請求項２記載の非観血連続血圧予測装置。
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