JP4878472B2 - アナログ状表示器を備えた電子式血圧計 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、水銀柱を模した電子的なバーグラフ表示が可能なアナログ状表示器を備えた電子式血圧計に関するものである。

従来一般に、医療現場では、水銀柱式血圧計が標準的に使用されていた。水銀柱式血圧計は、水銀柱式圧力計と、上腕等に巻き付けるカフと、カフを加圧する加圧手段（一般にはゴム球）と、カフを減圧する減圧手段（排気バルブ）と、からなるもので、被測定者の血圧を測定する場合は、聴診器で腕の脈音を聴きながら、水銀柱を読み取ることで、最高血圧と最低血圧を判定している。

具体的には、上腕に巻いたカフを最高血圧以上に加圧した後、徐々に減圧していき、その減圧過程で聴診器によりコロトコフ音を聴き取り、収縮期と拡張期を聴き分けた各タイミングで、水銀柱の上端の位置の目盛を読み取り、収縮期のタイミングの読み取り値を最高血圧、拡張期のタイミングの読み取り値を最低血圧として検出している。

ところで、水銀柱式血圧計は、長く医療現場で用いられてきたが、最近の環境問題等への対応により、水銀柱式血圧計に代わる血圧計が望まれていた。

最近では、水銀柱式血圧計に代わるものとして、デジタル表示式の電子式血圧計が開発されているが、長く水銀柱式血圧計に親しんできた者にとっては、水銀柱とかけ離れたデジタル式の表示は、馴染みにくいという事情があった。

そこで、そのような事情に応えるものとして、カフの圧力値を、水銀柱を模したアナログ状のバーグラフとして表示し得る電子式血圧計が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の電子血圧計は、カフと、加圧手段と、減圧手段と、圧力センサと、聴診器で検出した収縮期と拡張期のタイミングに割り込み信号を与える割り込みスイッチと、水銀柱をイメージしたバーグラフ表示ができるアナログ状表示器と、圧力センサの検出した圧力値及び測定結果である最高血圧と最低血圧をデジタル表示できるデジタル表示器と、を備えている。

この電子式血圧計によれば、アナログ状表示器のバーグラフを見ながら聴診器でコロトコフ音を聴き分け、収縮期と拡張期と判断したタイミングで割り込みスイッチを操作することにより、最高血圧と最低血圧をデジタル表示器に表示させることができる。

特開２０００−７０２３１号公報（図６、図８）

ところで、特許文献１に記載の電子式血圧計のように、測定者が割り込みスイッチを操作したタイミングでのカフの圧力検出値を最高血圧と最低血圧として決定する場合、測定者が聴診器でコロトコフ音を聴き分けて目盛値を読み取るタイミングと、測定者が実際に割り込みスイッチを操作するタイミングとの間に操作上において避けられないタイムラグ（反応時間の遅れ）があることにより、目盛の読み取り値と、後で出力される測定結果との間に若干のずれが生じて、正確性に欠けてしまうという問題がある。

そこで、特許文献１では、測定者による反応時間の遅れを校正して処理することが提案されている。しかし、特許文献１に記載の技術では、収縮期圧（最高血圧）に関しては、割り込みスイッチが入れられた時点のカフ圧に調整分（空気の抜ける割合×０．５秒反応時間）を加えた値を決定値（収縮期圧）として採用し、また、拡張期圧（最低血圧）に関しては、脈圧に相当する僅かな圧力変動があったときに、その変動があったタイミングでパルス信号を発生させ、パルス信号が発生した時点で、記録１にカフ圧を蓄えると共に、記録２に先の記録１の内容を蓄えておき、測定者が拡張期を聞き分けて割り込みスイッチを入れたときに、記録２の内容を拡張期圧（最低血圧）として採用し、ディスプレイに表示させるようにしている。そのため、測定者による反応時間の遅れを考慮してはいるものの、いまだ正確性に欠けるおそれがあった。

本発明は、上記事情を考慮し、カフの圧力をアナログ状に表示する表示機能を有した電子式血圧計において、コロトコフ音を聴診器で聴きながら最高血圧と最低血圧を測定する際に、測定者の反応時間の遅れによらず、正確に血圧測定を行うことのできる電子式血圧計を提供することを目的とする。

請求項１の発明の電子式血圧計は、血圧測定部位に巻き付けるカフと、前記カフを加圧する加圧手段と、前記カフを減圧する減圧手段と、前記カフの圧力を検出して電気的出力を発する圧力センサと、前記圧力センサの検出したカフの圧力検出値を、目盛に沿って電子的にバーグラフ表示するアナログ状表示器と、前記圧力センサの検出データに基づいて被測定者の脈波を検出する手段と、該脈波検出手段によって脈波の立ち上がりが検出されたときの前記圧力センサの検出値を保持するデータ保持手段と、コロトコフ音が聞こえ始めたタイミングでの手動操作により第１の外部入力信号を発生し、その後、コロトコフ音が再び聞こえなくなったタイミングでの手動操作により第２の外部入力信号を発生する外部入力スイッチと、血圧測定のためのカフの減圧過程において、前記外部入力スイッチにより、第１の外部入力信号が入力されたタイミングの直前の前記データ保持手段の保持する値を最高血圧とし、その後の、前記外部入力スイッチにより、第２の外部入力信号が入力されたタイミングの直前のデータ保持手段の保持する値を最低血圧として判定する血圧判定手段と、前記血圧判定手段が判定した最高血圧と最低血圧を出力する手段と、を具備することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、外部入力スイッチが操作されたタイミングの圧力センサの値ではなく、その直前の脈波の立ち上がり時点の圧力センサの値を、最高血圧や最低血圧として出力するようにしているので、測定者の反応時間の遅れを考慮しながら、適正な測定値を割り出すことができる。特に脈波の立ち上がり時点の圧力値を使用するので、脈波の振幅の大きさによらず、常に適正な測定値を割り出すことができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は実施形態の電子式血圧計の構成図で、（ａ）は外観図、（ｂ）はブロック図である。また、図２は血圧計本体の正面図、図３は血圧計本体のアナログ状表示器の構成の説明図である。

この電子式血圧計は、血圧計本体１と、血圧測定部位に巻き付けるカフ２と、血圧計本体１のチューブ接続口１９とカフ２を連結するチューブ３とを備えている。

血圧計本体１には、カフ２を加圧する加圧手段（加圧ポンプ）１１と、カフ２を減圧する減圧手段（減圧弁）１２と、カフ２の圧力を検出して電気的出力を発する圧力センサ１３と、血圧測定をスタートさせるスタートスイッチ１７と、手動操作により外部入力信号を与える外部入力スイッチ（セットスイッチ）１８と、目盛１５Ａに沿って電子的に表示された表示体１５Ｂの長さにより、圧力センサ１３の検出した圧力値を表示するアナログ状表示器１５と、圧力センサ１３の検出した圧力値を数値表示するデジタル表示器１６と、電源スイッチ２０及び電源ランプ２２と、手動測定モードと自動測定モードを切り替えるモード切替スイッチ２１と、加圧手段１１によるカフ２への加圧上限値を調節するためのダイヤルスイッチ２３と、全般を制御する制御装置１４と、が設けられている。

スイッチ１７、１８、２０、２１、２２、２３類や電源ランプ２２は、本体ケース１０の外面に装備されている。また、加圧手段１１、減圧手段１２、圧力センサ１３、制御装置１４は、本体ケース１０の内部に装備されている。また、アナログ状表示器１５とデジタル表示器１６は、本体ケース１０の正面壁の見やすい位置に装備されている。セットスイッチ１８とスタートスイッチ１７は、アナログ状表示器１５とデジタル表示器１６の下側の、表示を見ながら操作しやすい位置に設けられている。

アナログ状表示器１５は、下側から上側に向かって圧力値が大きくなるように振られた目盛１５Ａと、目盛１５Ａに沿って配設された表示体１５Ｂとからなる。目盛１５Ａは、０ｍｍＨｇ〜３００ｍｍＨｇの圧力を２ｍｍＨｇ間隔で刻んだ目盛線と、１０ｍｍＨｇごとの目盛線に振られた目盛数値とからなる。表示体１５Ｂは、図３に示すように、上下方向に整列されて、それぞれが一定幅の圧力量で規定された多数のセグメント１５ｓの整列体によって構成されている。この場合、１つのセグメント１５ｓは、表示体１５Ｂの長さ方向（上下方向）と直交する水平方向に細長いバー状のもので、１ｍｍＨｇまたは２ｍｍＨｇの圧力量に相当するように規定されており、それぞれ個別に表示ＯＮ／表示ＯＦＦされるようになっている。ここでは、１つのセグメント１５ｓが、アナログ状表示器１５の「１表示単位」として定義されており、ＬＣＤやＬＥＤ等で構成されている。また、アナログ状表示器１５の背後には、表示を見やすくするためのバックライトが組み込まれている。

図３の例においては、１つのセグメント１５ｓが「１ｍｍＨｇ」に相当するように設定されている。つまり、圧力表示分解能が「１ｍｍＨｇ」ということである。圧力表示分解能を上げると、それだけセグメント１５ｓの数を増やさなくてはならない。「１ｍｍＨｇ」の圧力表示分解能にすると、「２ｍｍＨｇ」の圧力表示分解能の２倍の数のセグメント１５ｓが必要となるので、それだけコスト増になる可能性があるが、脈拍による圧力変動をできるだけ正確に表示しようとする場合は、最高血圧や最低血圧付近の脈波の振幅が０．５〜２．０ｍｍＨｇ程度であるので、「１ｍｍＨｇ」の表示分解能の方が断然好ましい。

ところで、圧力センサ１３による圧力検出のサンプリング間隔は１０ｍｓ（ミリセカンド）のオーダー（例えば３０ｍｓ）であり、圧力検出の分解能（脈波の検出感度とも言える）は「０．０５ｍｍＨｇ」レベルである。つまり、表示上は１ｍｍＨｇ間隔の分解能であるが、内部的にはかなり細かく圧力を検出しているのである。

アナログ状表示器１５は、表示体１５Ｂのセグメント１５ｓを、下側（０ｍｍＨｇの位置）から連続して表示ＯＮ（点灯）とすることにより、つまり、下から第１のセグメント、第２のセグメント、…第ｎ番目のセグメントというように圧力表示値の位置まで全て点灯することにより、図２に示すように、圧力値をバーグラフ表示することができる。従って、測定者は、点灯したセグメント１５ｓの数、というよりも、実際には表示体１５Ｂの長さ（上端の位置）を目盛１５Ａ上で読み取ることにより、圧力値を直感的に把握することができる。

一方、デジタル表示器１６は、圧力値や脈拍を数値表示するセグメントタイプのものであり、図２に示すように、主に３つの表示部１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを有している。上側の表示部１６Ａは、リアルタイムの圧力検出値を表示すると共に、測定結果の表示時には最高血圧（ＳＹＳ＝収縮期血圧値）を表示する部分、その下側の表示部１６Ｂは、測定結果の表示時に最低血圧（ＤＩＡ＝拡張期血圧値）を表示する部分、その下側の表示部１６Ｃは脈拍（Ｐｕｌｓｅ）を表示する部分である。上側２つの表示部１６Ａ、１６Ｂは、３桁の７セグメント状電極で構成されており、その単位はｍｍＨｇである。下の脈拍用の表示部１６Ｃは、３桁のうちの１番上の桁が２セグメント状電極で構成され、下２桁が７セグメント状電極で構成されたもので、その単位はＰｕｌ／ｍｉｎとなっている。そのほかに、デジタル表示部１６には、測定ナンバー（何回目）を表示する表示部１６Ｄ等が設けられている。

これらの各表示部１６Ａ〜１６Ｄは、各セグメントを選択的に発光させることによって、０〜９までの数字を表示することができる。但し、脈拍用の表示部１６Ｃの百の位の桁は１だけ表示可能となっている。従って、それらの数値により測定結果を直読することができる。

制御装置１４は、加圧手段１１や減圧手段１２を所定のプログラムに従って制御する機能と、アナログ状表示器１５とデジタル表示器１６の表示を制御する機能（表示制御手段に相当）と、モード切替スイッチ２１の操作により手動測定モードと自動測定モードを切り替える機能と、血圧測定のためのカフ２の減圧過程における圧力センサ１３の検出データに基づいて演算処理することにより脈波を検出する機能（脈波検出手段に相当）と、脈波の立ち上がりが検出されたときの圧力センサ１３の検出値を記憶保持する機能（データ保持手段に相当）と、自動測定モードが選択されているときに、血圧測定のためのカフ２の減圧過程における圧力センサ１３の検出データに基づいて演算処理することにより最高血圧及び最低血圧を判定する機能（血圧判定手段に相当）と、手動測定モードが選択されているときに、血圧測定のためのカフ２の減圧過程において、外部入力スイッチ１８により、第１の外部入力信号が入力されたタイミングの直前の脈波の立ち上がり時点の圧力保持値を最高血圧とし、その後の第２の外部入力信号が入力されたタイミングの直前の脈波の立ち上がり時点の圧力保持値を最低血圧として判定する機能（血圧判定手段に相当）と、最高血圧と最低血圧を判定した後に、デジタル表示器１６（判定結果を出力する手段に相当）に対し最高血圧と最低血圧を数値表示させる機能（表示制御機能に含まれる）と、を備えている。

前記各機能のうち、脈波を検出する機能（脈波検出手段に相当）は、図４に示すように、血圧測定のための減圧過程における圧力センサ１３による検出データに基づいて、少なくとも、脈波Ｐの立ち上がり点Ｐｔを判定する。脈波Ｐの立ち上がり点Ｐｔは、圧力検出値が一定の下降傾向から上昇に転じたことをもって判定する。その条件としては、所定時間内（例えば１００ｍｓ）に所定圧力（例えば、０．２ｍｍＨｇ）以上の上昇があった場合とする。例えば、圧力センサ１３のサンプリング値が、２回連続して直前の値よりも所定圧力以上に上昇したとき、脈波Ｐの立ち上がり点Ｐｔと判定する。

コロトコフ音は、通常、脈波Ｐの立ち上がりからピークＰｐまでの範囲Ｂで発生し、測定者が聴診器でコロトコフ音を聴き分けながら外部入力スイッチ１８を押すタイミングは、通常、脈波ＰのピークＰｐ付近以降のＣの範囲である。この外部入力スイッチ１８を押すタイミングは、測定する人によって様々であり、そのタイミングでのカフの圧力を、例えば最高血圧や最低血圧として決めてしまうと、バラツキが出て正確性に欠けるおそれがある。

そこで、本実施形態の電子式血圧計では、手動測定モードが選択されているときには、外部入力スイッチ１８により外部入力信号が入力されたタイミングの直前の脈波Ｐの立ち上がり時点Ｐｔの圧力検出値（例えば、この値はメモリに記憶されている）を、最高血圧または最低血圧として判定するようにして、測定者による反応時間の遅れを修正するようにしているのである。つまり、測定者がスイッチ操作するであろうと予測されるＣの範囲のどの時点で外部入力スイッチ１８が押されても、常に、その直前の脈波Ｐの立ち上がり時点Ｐｔの圧力検出値を最高血圧や最低血圧とするのである。

次に作用を説明する。
まず、モード切替スイッチ２１を「Ｍ（Ｍａｎｕａｌ）」側に切り替えて、手動で血圧測定を行う場合について説明する。手動と自動の両モードに共通の工程として、最初に被測定者の上腕にカフ２を巻き付けて、加圧上限値調節用のダイヤルスイッチ２３を、被験者の最高血圧値より高い適当な値に設定し、スタートスイッチ１７を押す。そうすると、予め決められたプログラムに従って動作が進む。まず、加圧手段１１がカフ２に加圧空気を送り込み、カフ２が上腕を徐々に圧迫する。加圧上限値調節用のダイヤルスイッチ２３で設定した圧力値以上に加圧した段階で、自動的に加圧がストップし、減圧手段１２により徐々にカフ２の減圧が始まる。

手動モードの場合、この減圧過程で、測定者は、アナログ状表示器１５の圧力表示（バーグラフ表示）を見ながら、被測定者の腕に聴診器を当ててコロトコフ音を聴き取る。

そして、コロトコフ音に基づいて心臓の収縮期を聴き分けたタイミング（つまり、圧迫が弱まりコロトコフ音が聞こえ始めたタイミング）で、アナログ状表示器１５の圧力表示値を読み取りながら（これは、水銀柱式血圧計を使用する場合の標準的な動作であり、本実施形態の場合は必ずしも必要な行為ではない）、外部入力スイッチ（セットスイッチ）１８を押す。そうすると、第１の外部入力信号が発生し、制御装置１４が、そのタイミングの直前の脈波Ｐの立ち上がり時点Ｐｔの血圧表示値（圧力値）を「最高血圧」として判定して記憶する。

また、その後、コロトコフ音に基づいて心臓の拡張期と判断したタイミング（つまり、圧迫が更に弱まってコロトコフ音が再び聞こえなくなったタイミング）で、アナログ状表示器１５の圧力表示値を読み取りながら（これも、水銀柱式血圧計を使用する場合の標準的な動作であり、本実施形態の場合は必ずしも必要な行為ではない）、外部入力スイッチ（セットスイッチ）１８を押す。そうすると、第２の外部入力信号が発生し、制御装置１４が、そのタイミングの直前の脈波Ｐの立ち上がり時点Ｐｔの血圧表示値（圧力値）を「最低血圧」として判定して記憶する。

そして、制御装置１４は、最高血圧と最低血圧が決まった段階で、デジタル表示器１６に、最高血圧と最低血圧を数値表示させる。

一方、モード切替スイッチ２１を「Ａ（ＡＵＴＯ）」側に切り替えての自動測定モードの場合は、前記の減圧工程を実施していると、制御装置１４によって自動的に、圧力センサ１３の検出データに基づいて最高血圧と最低血圧が演算される。その血圧判定の原理としては、脈圧に基づくものと、コロトコフ音に基づくもの等があり、いずれも公知の手法であるため、ここでは特に説明しない。そして、手動モードのときと同様に、制御装置１４が、最高血圧と最低血圧が決まった段階で、デジタル表示器１６に、最高血圧と最低血圧を数値表示させる。

なお、最高血圧と最低血圧の測定結果の出力の例としては、前述のようにデジタル表示器１６に表示させる以外に、プリンタで用紙に印字させたり、アナログ状表示器１５に例えば表示体１５Ｂの長さとして表示させたりすることができる。

（ａ）は本発明の実施形態の電子式血圧計の概略構成図、（ｂ）は構成を示すブロック図である。 実施形態の電子式血圧計の血圧計本体１の正面図である。 実施形態の電子式血圧計におけるアナログ状表示器の構成説明図である。 実施形態の電子式血圧計において、脈波と、コロトコフ音が観測される範囲と、外部入力スイッチが操作される予測範囲との関係を示す説明図で、（ａ）は全体の圧力変化を示す図、（ｂ）はその一部の拡大図である。

符号の説明

１ 血圧計本体
２ カフ
１１ 加圧手段
１２ 減圧手段
１３ 圧力センサ
１４ 制御装置
１５ アナログ状表示器
１５Ａ 目盛
１５Ｂ 表示体
１６ デジタル表示器
１８ 外部入力スイッチ（セットスイッチ）
Ｐ 脈波
Ｐｔ 脈波の立ち上がりの判定点

Claims (1)

1. 血圧測定部位に巻き付けるカフと、
   前記カフを加圧する加圧手段と、
   前記カフを減圧する減圧手段と、
   前記カフの圧力を検出して電気的出力を発する圧力センサと、
   前記圧力センサの検出したカフの圧力検出値を、目盛に沿って電子的にバーグラフ表示するアナログ状表示器と、
   前記圧力センサの検出データに基づいて被測定者の脈波を検出する手段と、
   該脈波検出手段によって脈波の立ち上がりが検出されたときの前記圧力センサの検出値を保持するデータ保持手段と、
   コロトコフ音が聞こえ始めたタイミングでの手動操作により第１の外部入力信号を発生し、その後、コロトコフ音が再び聞こえなくなったタイミングでの手動操作により第２の外部入力信号を発生する外部入力スイッチと、
   血圧測定のためのカフの減圧過程において、前記外部入力スイッチにより、第１の外部入力信号が入力されたタイミングの直前の前記データ保持手段の保持する値を最高血圧とし、その後の、前記外部入力スイッチにより、第２の外部入力信号が入力されたタイミングの直前のデータ保持手段の保持する値を最低血圧として判定する血圧判定手段と、
   前記血圧判定手段が判定した最高血圧と最低血圧を出力する手段と、
   を具備することを特徴とするアナログ状表示器を備えた電子式血圧計。

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