JP4153543B2 - 電子血圧計 - Google Patents

Description

この発明は、電子血圧計に関し、特に、カフ内圧力を制御しながら血圧を測定する電子血圧計に関する。

電子血圧計には、カフ内圧力（以下、カフ圧とする）を最高血圧よりも十分高い圧力まで加圧した後、徐々に低下させながら血圧を測定する方式のものがある。この方式の電子血圧計では、減圧過程において、カフの減圧速度が所望の速度になるように、カフに接続された排気弁の開き具合を調節して排気量を調節している。カフ内の空気の排気量は、排気弁の開口度が一定の場合、カフの内外圧力差が大きいときは多く、小さいときは少なくなる。したがって、排気弁の開き具合を調節せずに排気を続けると、減圧速度は次第に遅くなる。

血圧測定中のユーザの脈拍を利用してカフの減圧速度を制御するようにした血圧計が公知である。例えば、血圧測定中に各脈波間の圧力差を検知し、脈波検出毎に排気弁の励磁コイルへの電力供給を指数関数的に減少させることにより、一定速度で減圧を行うようにした血圧計の圧力降下速度制御装置が公知である（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の技術では、脈波間の圧力差を各脈波の立ち上がり直前の圧力差をその制御に用いることで脈波が重畳していない正確な空気ノウの圧力を検出している。また、脈拍の周期別に１拍あたりの排気量が一定となるように排気弁の開度を制御するためのデータを用意し、脈拍周期に対応するデータによって一拍あたりの排気量を一定化させるようにした血圧計が公知である（例えば、特許文献２参照。）。

特開平６−４７０１１号公報（段落番号［０００７］） 特公平３−４９５７３号公報（第２頁第４欄、１４〜２３行目）

しかしながら、前記特許文献１に開示された制御装置では、脈拍数が少なくて脈波周期が長い場合には、排気弁の開度が変更されてから次に変更されるまでの間隔が長くなり、その間、排気弁の開度が固定状態になるため、排気弁の開度が次に変更されるまでの間に減圧速度が所望の速度よりも低下してしまう。つまり、脈拍数が少ない場合には、精度よく減圧速度を所望の速度に保つことができないという問題点がある。また、前記特許文献２に開示された血圧計では、一拍あたりの排気量が一定であるため、脈拍数が少ない場合には、血圧値が決定するまで減圧を行うのに時間がかかるという問題点がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、脈拍数とカフの変圧速度に基づいて、カフ内圧力を変化させる変圧手段を制御するための制御値を修正することによって、脈拍数が少ない場合でも、カフ内圧力を所望の変圧速度で変化させながら血圧測定を行うことができる電子血圧計を提供することを目的とする。また、この発明は、脈拍数が少ない場合でも、測定の長時間化を招くことなく、血圧測定を行うことができる電子血圧計を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる電子血圧計は、カフと、前記カフ内の圧力を変化させる変圧手段と、前記カフ内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の出力信号中に含まれる脈波成分を検出する脈波検出手段と
、前記脈波検出手段により脈波が検出された後は、脈波の谷又はピークの何れかから所定期間内に前記変圧手段を制御する変圧制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子血圧計は、上記の発明において、前記脈波検出手段により検出された脈波に基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出手段、をさらに備え、前記変圧制御手段は、前記脈拍数算出手段により算出された脈拍数および前記圧力検出手段により検出された前記カフ内の圧力の変圧速度の目標変圧速度からの速度偏差に基づいて、該変圧速度が目標変圧速度に近づくように、前記変圧手段を制御するための制御値を修正して前記変圧手段を制御することを特徴とする。

また、この発明にかかる電子血圧計は、上記の発明において、前記変圧制御手段は、変圧中に変圧速度を算出する変圧速度算出手段と、前記変圧速度算出手段により算出された変圧速度の目標変圧速度からの偏差を算出する変圧速度偏差算出手段と、前記変圧速度偏差算出手段により算出された速度偏差および前記脈拍数算出手段により算出された脈拍数に基づいて前記制御値の修正量を決定する制御値修正量決定手段と、前記制御値修正量決定手段により決定された前記修正量に基づいて前記制御値を修正する制御値修正手段と、を備えることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子血圧計は、上記の発明において、変圧速度の目標変圧速度からの偏差、脈拍数および制御値の修正量の関係を規定する制御値修正量テーブル、をさらに備え、前記制御値修正量決定手段は、さらに前記制御値修正量テーブルに基づいて前記制御値の修正量を決定することを特徴とする。

また、この発明にかかる電子血圧計は、上記の発明において、前記制御値修正量テーブルは、脈拍数に応じて複数設けられており、複数の前記制御値修正量テーブルの中から、前記脈拍数算出手段により算出された脈拍数に対応するテーブルを選択する制御値修正量テーブル選択手段、をさらに備えることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子血圧計は、上記の発明において、前記変圧手段は、前記カフ内の圧力を降下させる排気弁により構成されており、前記変圧制御手段は、脈拍数が少ないほど前記排気弁を開くように、前記制御値を修正することを特徴とする。

また、この発明にかかる電子血圧計は、上記の発明において、前記変圧手段は、前記カフ内の圧力を上昇させるポンプにより構成されており、前記変圧制御手段は、脈拍数が少ないほど前記ポンプの駆動量を増やすように、前記制御値を修正することを特徴とする。

この発明によれば、脈波の谷又はピークの何れかから所定期間内に前記減圧手段を制御するので、脈波の谷値あるいはピーク値に影響を与えることなく、減圧手段を制御できる。さらに、脈拍数とカフの減圧速度に基づいて、減圧速度が目標減圧速度に近づくように、減圧手段を制御するための制御値が修正される。また、脈拍数とカフの加圧速度に基づいて、加圧速度が目標加圧速度に近づくように、加圧手段を制御するための制御値が修正される。

本発明にかかる電子血圧計によれば、脈波の谷又はピークの何れかから所定期間内に前記変圧手段を制御するので、脈波の谷値あるいはピーク値に影響を与えることなく、変圧手段を制御できる。さらに、脈拍数とカフの変圧速度に基づいて、カフ内圧力を変化させる変圧手段を制御するための制御値を修正することによって、脈拍数が少ない場合でも、カフ内圧力を所望の変圧速度で変化させながら血圧測定を行うことができるという効果を奏する。また、脈拍数が少ない場合でも、測定の長時間化を招くことなく、血圧測定を行うことができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電子血圧計の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１にかかる電子血圧計の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、電子血圧計は、カフ１、圧力検出手段２、加圧手段３、減圧手段４、表示手段５、操作手段６およびマイクロコンピュータ（以下、マイコンとする）７を備えている。カフ１と、圧力検出手段２、加圧手段３および減圧手段４とは、チューブ８により接続されている。

圧力検出手段２は、カフ１内の圧力を検出する。圧力検出手段２は、例えば、圧力センサにより構成されている。加圧手段３は、マイコン７の出力信号に基づいて、カフ１を加圧する。加圧手段３は、例えば、空気等の流体（以下、単に空気等とする）をカフ１へ送り出すポンプにより構成されている。

減圧手段４は、マイコン７の出力信号に基づいて、カフ１内の圧力を降下させる。減圧手段４は、例えば、カフ１内の空気等を微速および急速に排気する排気弁により構成されている。この排気弁は、マイコン７の出力信号に基づいて、血圧測定終了時に全開となり、カフ１内を急速に減圧する。なお、減圧手段４は、カフ１内の空気等を微速に排気する微速排気弁と、急速に排気する急速排気弁を有する構成となっていてもよい。

表示手段５は、マイコン７により決定された最高血圧値および最低血圧値を表示する。表示手段５は、例えば、液晶表示パネルと、その液晶表示パネルの表示制御を行う制御手段により構成されている。表示手段５は、脈拍数や時間を表示するように構成されていてもよい。

操作手段６は、血圧測定時にユーザにより操作される各種ボタンやスイッチ等を有する。例えば、電源ボタンを兼ねた測定開始ボタンや、ユーザの識別子を入力するためのユーザＩＤボタンや、加圧値を設定するためのスイッチや、測定結果を記憶させるためのメモリーボタンなどが設けられている。

マイコン７は、血圧測定プログラムを実行することにより、加圧制御手段１１、減圧制御手段１２、血圧値決定手段１３、脈拍数算出手段１４および脈波検出手段１５を実現する。加圧制御手段１１は、圧力検出手段２により検出されたカフ１内の圧力値に基づいて、加圧手段３を構成するポンプの駆動制御を行う。例えば、カフ１の加圧中にカフ１内の圧力が所定の圧力に達すると、加圧制御手段１１は、ポンプを停止させる。

脈波検出手段１５は、カフ１の微速減圧時に、圧力検出手段２の出力信号中に含まれる脈波成分を検出する。脈拍数算出手段１４は、脈波検出手段１５の出力信号に基づいて脈拍数を算出する。血圧値決定手段１３は、脈波検出手段１５により検出された脈波成分に基づいて、例えば、周知のオシロメトリック法による血圧決定アルゴリズムにより、最高血圧値および最低血圧値を決定する。決定された血圧値は、表示手段５に表示される。また、血圧値決定手段１３は、血圧値を決定すると、排気弁を全開にさせるために、減圧制御手段１２に測定終了を通知する。

減圧制御手段１２は、カフ１の加圧終了後、排気弁を開いてカフ１から空気等を微速排気させる。減圧制御手段１２は、カフ１の微速減圧中、圧力検出手段２により検出されたカフ１内の圧力の減圧速度に基づいて、その減圧速度が目標減圧速度に近づくように、排気弁の開度の制御を行う。その制御の際に、減圧制御手段１２は、脈拍数算出手段１４により算出された脈拍数およびカフ圧の減圧速度に基づいて、その減圧速度がより一層、目標減圧速度に近づくように、排気弁の開度を制御するための制御値を修正する。圧力検出手段２によるカフ１内の圧力の検出はサンプリング周期に基づき随時行われるが、減圧速度制御のために用いられる値（カフ１内の圧力値）は、脈波検出手段１５により脈波成分が検出された後は、特に、脈波の立ち上がり直前の圧力値を用いる。これは脈波成分が重畳していない圧力値を用いることでカフ１内の圧力を正確に検出するためである。さらに、減圧制御手段１２による減圧手段４（排気弁の開度）の制御値の修正および減圧手段４の制御は、脈波検出手段１５により脈波成分が検出された後は、脈波と同期して、脈波の谷又はピークの何れかから所定期間内に行われ、本実施形態では、特に、脈波のピーク値検出後の脈波の立ち下がり時に行うこととしている。これは、脈波の谷あるいは脈波のピーク時に、減圧手段４の制御値を修正し、減圧手段４を制御すると、減圧手段４の排気弁を開くことによるカフ１の減圧速度の制御で、脈波の谷あるいは脈波のピークにノイズが発生し、脈波の谷値あるいはピーク値に影響を与え、ひいては血圧値決定に影響を与えないようにするためである。従って、この減圧制御手段１２の制御値の修正および減圧手段４の制御は、脈波検出手段１５により脈波が検出された後は、脈波検出手段１５により脈波が検出されるたびに実施される。また、減圧制御手段１２は、血圧測定終了時に、血圧値決定手段１３からの通知に応答して、排気弁を全開にする。

ここで、特に限定しないが、例えば、排気弁は、パルス幅変調された駆動信号により駆動される。この場合、排気弁の開度を制御するための制御値は、パルス幅に対応するデジタル値で表される。減圧制御手段１２は、このデジタル値を変化させて、排気弁の駆動信号のデューティを変えることにより、排気弁の開度を制御する。

特に限定しないが、例えば、減圧手段４の排気弁は、制御値が大きいデジタル値であるほど小さい開度となり、一方、制御値が小さいデジタル値であるほど大きく開く。従って、制御値が大きければ、カフ１の減圧速度が小さくなり、制御値が小さければ、カフ１の減圧速度が大きくなる。例えば、制御値がゼロである場合には、排気弁が全開となり、カフ１が急速排気される。

図２は、減圧制御手段１２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、減圧制御手段１２は、減圧速度算出手段２１、減圧速度偏差算出手段２２、制御値修正量テーブル選択手段２３、制御値修正量テーブル２４、制御値修正量決定手段２５および制御値修正手段２６を備えている。

減圧速度算出手段２１は、カフ１の減圧中にその減圧速度を算出する。減圧速度は、例えば、圧力検出手段２により検出されたカフ１内の圧力値を微分することにより求められる。減圧速度偏差算出手段２２は、減圧速度算出手段２１により算出された減圧速度の目標減圧速度からの偏差（速度偏差）を算出する。速度偏差は、現在の減圧速度から目標減圧速度を減算することにより求められる。

制御値修正量テーブル２４は、脈拍数および速度偏差と、制御値の修正量との関係を規定する。制御値修正量テーブル２４は、血圧測定プログラムの中に記述されている。図３〜図５は、制御値修正量テーブルの一例を示す図である。特に限定しないが、ここでは、図３〜図５に示すように、脈拍数の範囲に応じて３個の制御値修正量テーブル２４ａ，２４ｂ，２４ｃが設けられているとする。

図３に示す制御値修正量テーブルＡ２４ａは、例えば、脈拍数が６０拍／分よりも多い場合に選択されるテーブルである。図４に示す制御値修正量テーブルＢ２４ｂは、例えば、脈拍数が４０拍／分よりも多く、かつ６０拍／分以下である場合に選択されるテーブルである。図５に示す制御値修正量テーブルＣ２４ｃは、例えば、脈拍数が４０拍／分以下である場合に選択されるテーブルである。速度偏差をΔＶとする。

図３に示すように、制御値修正量テーブルＡ２４ａでは、例えば、［ΔＶ＜−２．０］および［−２．０≦ΔＶ＜−１．５］の場合の制御値の修正量は、それぞれ、−４および−３である。また、［１．５＜ΔＶ≦２．０］および［２．０＜ΔＶ］の場合の制御値の修正量は、それぞれ、＋３および＋４である。

つまり、制御値の修正量は、カフ１の減圧速度が目標減圧速度よりも小さくなるほど、排気弁の開度を大きくして減圧速度を大きくするために、制御値をより小さくするように、規定されている。逆に、カフ１の減圧速度が目標減圧速度よりも大きくなるほど、排気弁の開度を小さくして減圧速度を小さくするために、制御値をより大きくするように、制御値の修正量が規定されている。制御値修正量テーブルＢ２４ｂおよび制御値修正量テーブルＣ２４ｃについても同様である。

また、図４に示すように、制御値修正量テーブルＢ２４ｂでは、例えば、［ΔＶ＜−２．０］の場合の制御値の修正量は、−５である。さらに、図５に示すように、制御値修正量テーブルＣ２４ｃでは、例えば、［ΔＶ＜−２．０］の場合の制御値の修正量は、−６である。このように、制御値の修正量は、速度偏差ΔＶが同じであっても、脈拍数が少ないほど、制御値をより小さくするように、規定されている。その理由は、次の通りである。

前述の如く、減圧制御手段１２による制御値の修正および減圧制御手段１２による減圧手段４の制御は、脈波検出手段１５により脈波が検出された後は、脈波検出手段１５により脈波が検出されるたびに実施される。故に、脈拍数が多い場合には、制御値を変更してから次に変更するまでの間隔が短い。従って、制御値を変更してから次の値に変更するまでの間に排気弁の開度が固定されていても、減圧速度が所望の速度よりもあまり低下しないうちに、次の制御値変更タイミングがくるので、減圧速度があまり所望の速度から乖離することはない。

それに対して、脈拍数が少ないと、制御値を変更してから次に変更するまでの間隔が長いので、制御値を変更してから次の値に変更するまでの間に、減圧速度が所望の速度よりも大きく低下してしまう。制御値を変更してから次の値に変更するまでの間での減圧速度の低下を少なくするには、制御値を変更してから次の値に変更するまでの間が長い分を見込んで排気弁の開度を多めにしておけばよい。従って、脈拍数が少ないほど、制御値がより小さくなるように修正し、排気弁の開度を大きくする。

なお、制御値修正量テーブルＡ２４ａ、制御値修正量テーブルＢ２４ｂおよび制御値修正量テーブルＣ２４ｃにおいて、速度偏差ΔＶがその他の値のときの制御値の修正量については、図３〜図５に示す通りであり、ここに列記するのを省略する。また、制御値修正量テーブル２４の数、脈拍数の範囲の設定の仕方、各テーブルにおける速度偏差ΔＶの範囲の設定の仕方などは、種々変更可能である。

制御値修正量テーブル選択手段２３は、上述した３個の制御値修正量テーブルＡ２４ａ、制御値修正量テーブルＢ２４ｂおよび制御値修正量テーブルＣ２４ｃの中から、脈拍数算出手段１４により算出された脈拍数に対応するテーブルを選択する。制御値修正量決定手段２５は、制御値修正量テーブル選択手段２３により選択された制御値修正量テーブル２４を参照し、減圧速度偏差算出手段２２により算出された速度偏差に基づいて前記制御値の修正量を決定する。

制御値修正手段２６は、制御値修正量決定手段２５により決定された修正量に基づいて制御値を修正する。例えば、制御値修正手段２６は、現在の制御値に、制御値修正量決定手段２５により決定された修正量を加算して、新たな制御値とする。そして、制御値修正手段２６は、その制御値に基づいて減圧手段４の排気弁の開度を制御する。制御値修正手段２６は、血圧値決定手段１３から測定終了通知を受け取ると、排気弁を全開にする。

図６は、この発明の実施の形態１にかかる電子血圧計の血圧測定手順のうちの減圧開始後の手順を示すフローチャートである。図６に示す一連の手順は、カフ１を加圧してカフ１内の圧力が所定の圧力に達した時点で、開始される。図６に示すように、カフ１の減圧が開始されると、まず、減圧制御手段１２は、制御初期値を読み取る（ステップＳ１）。この制御初期値は、血圧測定プログラムの中に記述されている。次いで、減圧制御手段１２は、その制御初期値を最初の制御値に設定する（ステップＳ２）。

次いで、周知の血圧決定アルゴリズムにより、血圧を測定する（ステップＳ３）。カフ１の減圧開始時には、減圧手段４の排気弁は、減圧制御手段１２により、ステップＳ２で設定された制御値（制御初期値）に対応する開度に設定される。この時点では、減圧開始直後であり、最高血圧値と最低血圧値が決定していない。つまり、血圧測定は終了していない（ステップＳ４：Ｎｏ）。

従って、減圧制御手段１２は、周知の減圧制御アルゴリズムを実行し、圧力検出手段２により検出されたカフ１内の圧力値、および脈拍数算出手段１４により算出された脈拍数に基づいて、後述する減圧制御を行う（ステップＳ５）。そして、ステップＳ３に戻り、血圧を測定する。ステップＳ３〜Ｓ５を繰り返し行い、血圧値決定手段１３により、最高血圧値と最低血圧値が決定したら血圧測定終了と判断し（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、減圧手段４の排気弁を全開にしてカフ１を急速排気し、図６に示す一連の減圧処理を終了する。

図７は、この発明の実施の形態１にかかる電子血圧計の減圧制御手順を示すフローチャートである。図６のステップＳ５で減圧制御処理が開始されると、まず、減圧速度算出手段２１により、カフ１の減圧速度を算出する（ステップＳ１１）。次いで、減圧速度偏差算出手段２２により、速度偏差ΔＶを算出する（ステップＳ１２）。次いで、脈拍数算出手段１４により、脈拍数の算出を行い、脈拍数を算出できたか否かを判断する（ステップＳ１３）。

脈拍数を算出できた場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）には、制御値修正量テーブル選択手段２３により、脈拍数が６０拍／分よりも多いか否かを判断する（ステップＳ１４）。脈拍数が６０拍／分よりも多い場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）には、制御値修正量テーブル選択手段２３により、前記制御値修正量テーブルＡ２４ａを選択する（ステップＳ１５）。ステップＳ１３で脈拍数を算出できない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）も、制御値修正量テーブルＡ２４ａが選択される（ステップＳ１５）。

一方、脈拍数が６０拍／分以下である場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）には、制御値修正量テーブル選択手段２３により、脈拍数が４０拍／分よりも多く、かつ６０拍／分以下であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。脈拍数がこの範囲にある場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）には、制御値修正量テーブル選択手段２３により、前記制御値修正量テーブルＢ２４ｂを選択する（ステップＳ１７）。さらに、脈拍数が４０拍／分以下である場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）には、制御値修正量テーブル選択手段２３により、制御値修正量テーブルＣ２４ｃを選択する（ステップＳ１８）。

ステップＳ１５、ステップＳ１７またはステップＳ１８に続いて、制御値修正量決定手段２５は、ステップＳ１２で算出された速度偏差ΔＶに基づいて、ステップＳ１５、ステップＳ１７またはステップＳ１８で選択された制御値修正量テーブル２４から該当する制御値の修正量を読み取る（ステップＳ１９）。次いで、制御値修正手段２６は、現在の制御値に、ステップＳ１９で読み出された修正量を反映させて、新たに制御値とする（ステップＳ２０）。そして、図７に示す一連の減圧制御処理が終了する。

図８は、脈拍数を４０に設定して制御値を修正した場合の効果の一例を示す特性図であり、時間とカフ１内の圧力の関係を示している。なお、図８において、「制御値補正なし」とあるのは、脈拍数に応じた修正を行わずに、カフ１の減圧速度にのみ基づいて排気弁の開度を制御したものであり、「制御値補正あり」とあるのは、図７に示すフローチャートに従って、脈拍数に応じた制御値の修正を行ったものである。

図８より、制御値の修正を行わない場合には、減圧速度が目標減圧速度よりも小さくなり、減圧終了までに長時間を要していることがわかる。それに対して、制御値の修正を行う場合には、行わない場合に比べて、より直線的かつ目標減圧速度で減圧しており、短い時間で減圧終了圧力に達することがわかる。

実施の形態２．
図９は、この発明の実施の形態２にかかる電子血圧計の全体構成を示すブロック図である。図９に示すように、電子血圧計は、カフ１、圧力検出手段２、加圧手段３、急速排気手段９、表示手段５、操作手段６およびマイクロコンピュータ（以下、マイコンとする）１０を備えている。カフ１と、圧力検出手段２、加圧手段３および急速排気手段９とは、チューブ８により接続されている。実施の形態２は、カフ１の加圧中に血圧を測定するものである。

急速排気手段９は、血圧測定の終了時に、マイコン１０の出力信号に基づいて、カフ１内の空気等を急速に排気する。急速排気手段９は、例えば、排気弁により構成されている。圧力検出手段２、加圧手段３、表示手段５および操作手段６は、実施の形態１と同様である。マイコン１０は、血圧測定プログラムを実行することにより、加圧制御手段１１、血圧値決定手段１３、脈拍数算出手段１４、脈波検出手段１５および排気制御手段１６を実現する。

脈波検出手段１５は、カフ１の加圧時に、圧力検出手段２の出力信号中に含まれる脈波成分を検出する。脈拍数算出手段１４は、実施の形態１と同様である。血圧値決定手段１３は、実施の形態１と同様に、最高血圧値および最低血圧値を決定し、加圧制御手段１１へ加圧停止指令を出力するとともに、排気制御手段１６へ排気弁の全開指令を出力する。排気制御手段１６は、血圧値決定手段１３から全開指令を受け取ると、排気弁を全開にする。

加圧制御手段１１は、圧力検出手段２により検出されたカフ１内の圧力の加圧速度に基づいて、その加圧速度が目標加圧速度に近づくように、加圧手段３を構成するポンプの駆動制御を行う。その制御の際に、加圧制御手段１１は、脈拍数算出手段１４により算出された脈拍数およびカフ圧の加圧速度に基づいて、その加圧速度がより一層、目標加圧速度に近づくように、ポンプの駆動量を制御するための制御値を修正する。圧力検出手段２によるカフ１内の圧力の検出はサンプリング周期に基づき随時行われるが、加圧速度制御のために用いられる値（カフ１内の圧力値）は、脈波検出手段１５により脈波成分が検出された後は、特に、脈波の立ち上がり直前の圧力値を用いる。これは脈波成分が重畳していない圧力値を用いることでカフ１内の圧力を正確に検出するためである。さらに、加圧制御手段１１による加圧手段３（ポンプ）の制御値の修正および加圧手段３の制御は、脈波検出手段１５により脈波成分が検出された後は、脈波と同期して、脈波の谷又はピークの何れかから所定期間内に行われ、本実施形態では、特に、脈波のピーク値検出後の脈波の立ち下がり時に行うこととしている。これは、脈波の谷あるいは脈波のピーク時に、加圧手段３の制御値を修正し、加圧手段３を制御すると、加圧手段３のポンプの駆動量制御によるカフ１の加圧速度の制御で、脈波の谷あるいは脈波のピークにノイズが発生し、脈波の谷値あるいは脈波のピーク値に影響を与え、ひいては血圧値決定に影響を与えないようにするためである。従って、この加圧制御手段１１の制御値の修正および加圧手段３の制御は、脈波検出手段１５により脈波が検出されるたびに実施される。また、加圧制御手段１１は、血圧測定終了時に、血圧値決定手段１３から加圧停止指令を受け取ると、ポンプの駆動を停止する。

ここで、特に限定しないが、例えば、ポンプは、パルス幅変調された駆動信号により駆動される。この場合、ポンプの駆動量を制御するための制御値は、パルス幅に対応するデジタル値で表される。加圧制御手段１１は、このデジタル値を変化させて、ポンプの駆動信号のデューティを変えることにより、ポンプの駆動量を制御する。

特に限定しないが、例えば、ポンプは、制御値が大きいデジタル値であるほど駆動量圧送量が増え、一方、制御値が小さいデジタル値であるほど駆動量が減る。従って、制御値が大きければ、カフ１の加圧速度が大きくなり、制御値が小さければ、カフ１の加圧速度が小さくなる。

図１０は、加圧制御手段の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、加圧制御手段１１は、制御値修正量テーブル選択手段２３、制御値修正量テーブル２４、制御値修正量決定手段２５、制御値修正手段２６、加圧速度算出手段２７および加圧速度偏差算出手段２８を備えている。

加圧速度算出手段２７は、カフ１の加圧中にその加圧速度を算出する。加圧速度は、例えば、圧力検出手段２により検出されたカフ１内の圧力値を微分することにより求められる。加圧速度偏差算出手段２８は、加圧速度算出手段２７により算出された加圧速度の目標加圧速度からの偏差（速度偏差）を算出する。速度偏差は、現在の加圧速度から目標加圧速度を減算することにより求められる。

制御値修正量テーブル２４は、実施の形態１と同様である。ただし、実施の形態１が排気弁の制御値の修正であるのに対して、実施の形態２は、ポンプの制御値の修正であるので、制御値の修正量が実施の形態１と異なる。図１１〜図１３は、制御値修正量テーブルの一例を示す図である。特に限定しないが、ここでは、図１１〜図１３に示すように、脈拍数の範囲に応じて３個の制御値修正量テーブル２４ｄ，２４ｅ，２４ｆが設けられているとする。

図１１に示す制御値修正量テーブルＤ２４ｄは、例えば、脈拍数が６０拍／分よりも多い場合に選択されるテーブルである。図１２に示す制御値修正量テーブルＥ２４ｅは、例えば、脈拍数が４０拍／分よりも多く、かつ６０拍／分以下である場合に選択されるテーブルである。図１３に示す制御値修正量テーブルＦ２４ｆは、例えば、脈拍数が４０拍／分以下である場合に選択されるテーブルである。

図１１に示すように、制御値修正量テーブルＤ２４ｄでは、例えば、［ΔＶ＜−２．０］および［−２．０≦ΔＶ＜−１．５］の場合の制御値の修正量は、それぞれ、＋４および＋３である。また、［１．５＜ΔＶ≦２．０］および［２．０＜ΔＶ］の場合の制御値の修正量は、それぞれ、−３および−４である。

つまり、制御値の修正量は、カフ１の加圧速度が目標加圧速度よりも小さくなるほど、ポンプの駆動量を多くして加圧速度を大きくするために、制御値をより大きくするように、規定されている。逆に、カフ１の加圧速度が目標加圧速度よりも大きくなるほど、ポンプの駆動量を少なくして加圧速度を小さくするために、制御値をより小さくするように、制御値の修正量が規定されている。制御値修正量テーブルＥ２４ｅおよび制御値修正量テーブルＦ２４ｆについても同様である。

また、図１２に示すように、制御値修正量テーブルＥ２４ｅでは、例えば、［ΔＶ＜−２．０］の場合の制御値の修正量は、＋５である。さらに、図１３に示すように、制御値修正量テーブルＦ２４ｆでは、例えば、［ΔＶ＜−２．０］の場合の制御値の修正量は、＋６である。このように、制御値の修正量は、速度偏差ΔＶが同じであっても、脈拍数が少ないほど、制御値をより大きくするように、規定されている。その理由は、次の通りである。

ポンプの制御値を変えずにカフ１の加圧を続けていると、その加圧速度が低下してしまう。前述の如く、加圧制御手段１１による制御値の修正および加圧制御手段１１による加圧手段３の制御は、脈波検出手段１５により脈波が検出された後は、脈波検出手段１５により脈波が検出されるたびに実施される。故に、脈拍数が多い場合には、制御値を変更してから次に変更するまでの間隔が短い。従って、制御値を変更してから次の値に変更するまでの間にポンプの駆動量が固定されていても、加圧速度が所望の速度よりもあまり低下しないうちに、次の制御値変更タイミングがくるので、加圧速度があまり所望の速度から乖離することはない。

それに対して、脈拍数が少ないと、制御値を変更してから次に変更するまでの間隔が長いので、制御値を変更してから次の値に変更するまでの間に、加圧速度が所望の速度よりも低下してしまう。制御値を変更してから次の値に変更するまでの間での加圧速度の低下を少なくするには、制御値を変更してから次の値に変更するまでの間が長い分を見込んでポンプの駆動量を多めにしておけばよい。従って、脈拍数が少ないほど、制御値がより大きくなるように修正し、ポンプの駆動量を多くする。なお、制御値修正量テーブルＤ２４ｄ、制御値修正量テーブルＥ２４ｅおよび制御値修正量テーブルＦ２４ｆにおいて、速度偏差ΔＶがその他の値のときの制御値の修正量については、図１１〜図１３に示す通りであり、ここに列記するのを省略する。

制御値修正量テーブル選択手段２３は、上述した３個の制御値修正量テーブルＤ２４ｄ、制御値修正量テーブルＥ２４ｅおよび制御値修正量テーブルＦ２４ｆの中から、脈拍数算出手段１４により算出された脈拍数に対応するテーブルを選択する。制御値修正量決定手段２５は、制御値修正量テーブル選択手段２３により選択された制御値修正量テーブル２４を参照し、加圧速度偏差算出手段２８により算出された速度偏差に基づいて前記制御値の修正量を決定する。

制御値修正手段２６は、実施の形態１と同様に、制御値を修正して、新たな制御値とする。そして、制御値修正手段２６は、その制御値に基づいて加圧手段３のポンプの駆動量を制御する。また、制御値修正手段２６は、血圧値決定手段１３から加圧停止指令を受け取ると、ポンプの駆動を停止する。

図１４は、この発明の実施の形態２にかかる電子血圧計の血圧測定手順のうちの加圧開始後の手順を示すフローチャートである。図１４に示すように、カフ１の加圧が開始されると、まず、加圧制御手段１１は、制御初期値を読み取る（ステップＳ３１）。この制御初期値は、血圧測定プログラムの中に記述されている。次いで、加圧制御手段１１は、その制御初期値を最初の制御値に設定する（ステップＳ３２）。

次いで、周知の血圧決定アルゴリズムにより、血圧を測定する（ステップＳ３３）。カフ１の加圧開始時には、加圧手段３のポンプは、加圧制御手段１１により、ステップＳ３２で設定された制御値（制御初期値）に対応する量の空気等を圧送するように設定される。この時点では、加圧開始直後であり、最高血圧値と最低血圧値が決定していないので、血圧測定は終了していない（ステップＳ３４：Ｎｏ）。

従って、加圧制御手段１１は、周知の加圧制御アルゴリズムを実行し、圧力検出手段２により検出されたカフ１内の圧力値、および脈拍数算出手段１４により算出された脈拍数に基づいて、後述する加圧制御を行う（ステップＳ３５）。そして、ステップＳ３３に戻り、血圧を測定する。ステップＳ３３〜Ｓ３５を繰り返し行い、血圧値決定手段１３により、最高血圧値と最低血圧値が決定したら血圧測定終了と判断し（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、加圧手段３のポンプを停止するとともに、急速排気手段９の排気弁を開いてカフ１を急速排気し、図１４に示す一連の加圧処理を終了する。

図１５は、この発明の実施の形態２にかかる電子血圧計の加圧制御手順を示すフローチャートである。図１４のステップＳ３５で加圧制御処理が開始されると、まず、加圧速度算出手段２７により、カフ１の加圧速度を算出する（ステップＳ４１）。次いで、加圧速度偏差算出手段２８により、速度偏差ΔＶを算出する（ステップＳ４２）。次いで、脈拍数算出手段１４により、脈拍数の算出を行い、脈拍数を算出できたか否かを判断する（ステップＳ４３）。

脈拍数を算出できた場合（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）には、制御値修正量テーブル選択手段２３により、脈拍数が６０拍／分よりも多いか否かを判断する（ステップＳ４４）。脈拍数が６０拍／分よりも多い場合（ステップＳ４４：Ｙｅｓ）には、制御値修正量テーブル選択手段２３により、前記制御値修正量テーブルＤ２４ｄを選択する（ステップＳ４５）。ステップＳ４３で脈拍数を算出できない場合（ステップＳ４３：Ｎｏ）も、制御値修正量テーブルＤ２４ｄが選択される（ステップＳ４５）。

一方、脈拍数が６０拍／分以下である場合（ステップＳ４４：Ｎｏ）には、制御値修正量テーブル選択手段２３により、脈拍数が４０拍／分よりも多く、かつ６０拍／分以下であるか否かを判断する（ステップＳ４６）。脈拍数がこの範囲にある場合（ステップＳ４６：Ｙｅｓ）には、制御値修正量テーブル選択手段２３により、前記制御値修正量テーブルＥ２４ｅを選択する（ステップＳ４７）。さらに、脈拍数が４０拍／分以下である場合（ステップＳ４６：Ｎｏ）には、制御値修正量テーブル選択手段２３により、制御値修正量テーブルＦ２４ｆを選択する（ステップＳ４８）。

ステップＳ４５、ステップＳ４７またはステップＳ４８に続いて、制御値修正量決定手段２５は、ステップＳ４２で算出された速度偏差ΔＶに基づいて、ステップＳ４５、ステップＳ４７またはステップＳ４８で選択された制御値修正量テーブル２４から該当する制御値の修正量を読み取る（ステップＳ４９）。次いで、制御値修正手段２６は、現在の制御値に、ステップＳ４９で読み出された修正量を反映させて、新たに制御値とする（ステップＳ５０）。そして、図１５に示す一連の加圧制御処理が終了する。

以上説明したように、実施の形態１によれば、脈拍数とカフ１の減圧速度の速度偏差に基づいて、減圧速度が目標減圧速度に近づくように、減圧手段４の排気弁を制御するための制御値が修正される。また、実施の形態２によれば、脈拍数とカフ１の加圧速度の速度偏差に基づいて、加圧速度が目標加圧速度に近づくように、加圧手段３のポンプを制御するための制御値が修正される。従って、脈拍数が少ない場合でも、カフ１内の圧力を所望の減圧速度または加圧速度で変化させながら血圧測定を行うことができるという効果を奏する。また、脈拍数が少ない場合でも、測定の長時間化を招くことなく、血圧測定を行うことができるという効果を奏する。

以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。例えば、実施の形態の説明および添付図面中に記載した数値は一例であり、本発明はそれらの値に限定されるものではない。また、実施の形態１では、排気弁がパルス幅変調された駆動信号により駆動され、実施の形態２では、ポンプがパルス幅変調された駆動信号により駆動される例について説明したが、排気弁およびポンプを他の駆動方式により駆動する構成としてもよい。

以上のように、本発明にかかる電子血圧計は、カフの変圧速度を制御しながら血圧を測定する方式の電子血圧計に有用であり、特に、血圧測定中に検出したユーザの脈波数にかかわらずカフの変圧速度が目標変圧速度に近づくような制御を行う電子血圧計に適している。

この発明の実施の形態１にかかる電子血圧計の全体構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１にかかる電子血圧計の減圧制御手段の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１にかかる電子血圧計の制御値修正量テーブルの一例を示す図である。 この発明の実施の形態１にかかる電子血圧計の制御値修正量テーブルの一例を示す図である。 この発明の実施の形態１にかかる電子血圧計の制御値修正量テーブルの一例を示す図である。 この発明の実施の形態１にかかる電子血圧計の血圧測定手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１にかかる電子血圧計の減圧制御手順を示すフローチャートである。 時間とカフ内の圧力の関係を制御値の修正の有無を比較して示す特性図である。 この発明の実施の形態２にかかる電子血圧計の全体構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２にかかる電子血圧計の加圧制御手段の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２にかかる電子血圧計の制御値修正量テーブルの一例を示す図である。 この発明の実施の形態２にかかる電子血圧計の制御値修正量テーブルの一例を示す図である。 この発明の実施の形態２にかかる電子血圧計の制御値修正量テーブルの一例を示す図である。 この発明の実施の形態２にかかる電子血圧計の血圧測定手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２にかかる電子血圧計の加圧制御手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ カフ
２ 圧力検出手段
３ 加圧手段
４ 減圧手段
１１ 加圧制御手段
１２ 減圧制御手段
１４ 脈拍数算出手段
１５ 脈波検出手段
２１ 減圧速度算出手段
２２ 減圧速度偏差算出手段
２３ 制御値修正量テーブル選択手段
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ 制御値修正量テーブル
２５ 制御値修正量決定手段
２６ 制御値修正手段
２７ 加圧速度算出手段
２８ 加圧速度偏差算出手段

Claims (4)

1. カフ内の圧力を変圧手段で制御することにより、カフ内の圧力の変圧速度を目標変圧速度に近づくように制御する電子血圧計において、
   前記変圧速度の目標変圧速度からの速度偏差と、前記カフ内の圧力を検出する圧力検出手段の出力信号中に含まれる脈波成分により算出される脈拍数と前記変圧手段の変圧量を制御する制御値の修正量との関係を規定する制御値修正量テーブルを有し、この制御値修正量テーブルから前記速度偏差と前記脈拍数とに基づき制御値修正量を決定し、該制御値修正量に基づいて前記制御値を修正して前記変圧手段を制御することを特徴とする電子血圧計。
2. 前記制御値修正量テーブルは、脈拍数に応じて複数設けられており、
   複数の前記制御値修正量テーブルの中から、前記脈拍数に対応するテーブルを選択する制御値修正量テーブル選択手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電子血圧計。
3. 前記変圧手段は、前記カフ内の圧力を降下させる排気弁により構成されており、
   脈拍数が少ないほど前記排気弁を開くように、前記制御値を修正することを特徴とする請求項１または２に記載の電子血圧計。
4. 前記変圧手段は、前記カフ内の圧力を上昇させるポンプにより構成されており、
   脈拍数が少ないほど前記ポンプによる駆動量を増やすように、前記制御値を修正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の電子血圧計。

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