JP5146439B2 - 電子血圧計 - Google Patents

Description

この発明は電子血圧計に関し、特に、高い血圧測定精度を得ることができる電子血圧計に関する。

上腕、手首、指から検出された動脈圧情報により血圧を測定する電子血圧計が普及しており、正確な血圧の測定が望まれている。

毎日の血圧値変化を管理する中で、血圧値の変動要因として被測定者に起因するもの（血圧変動や測定方法による誤差）と機器に起因するもの（圧力センサの異常）に大別できる。とりわけ、後者の要因は定期的に機器の校正を行うことで回避できる。

しかしながら、家庭向け血圧計は購入したあとは、故障したときなど特定の状況を除き、校正は行われないのが一般的である。そのため、たとえば、血圧測定に最も重要な圧力センサの出力が、規定されている許容差以上にずれていたとしても、その現象を知る方法はなく、血圧測定値が正しいかどうかは不明であった。そのため、測定値が通常の血圧値と大きく異なっていても、真に血圧値が異なっているのか、圧力センサの誤差により異なっているのかが不明であり、被測定者に不安を与える一因となっていた。

また、医療施設向けの血圧計では、２個の圧力センサを搭載し、これら圧力センサの出力に基づき圧力の監視を行うものがある。しかしながら、２個の圧力センサの機能は別の目的に用いられていた。つまり、一方の圧力センサで得られるカフ圧情報で血圧を算出し、他方の圧力センサの出力に基づき異常検出を行っていた。具体的には、他方の圧力センサの検出圧力値が、たとえば３００ｍｍＨｇを大きく超えたときに異常を検出する。この場合にはポンプを停止し、弁を開放して、安全が確保される。かかる安全の確保は、医療規格ＩＥＣ６０６０１−２−３０にて要求されている。

複数の圧力センサを搭載して圧力センサの動作不良を監視する血圧計の１例が特許文献１に示される。

特開平２−１９１３３号公報

特許文献１の電子血圧計では搭載する複数の圧力センサが共に故障している場合に、故障を検出できない。また圧力センサを複数搭載することは、装置が高価となり、またサイズは大型となり、家庭向け血圧計の普及の妨げとなる。

それゆえに、この発明の目的は、圧力センサの異常を検出して血圧測定値の信頼性を向上させることのできる電子血圧計を提供することである。

この発明のある局面に従う電子血圧計は、測定部位に装着するカフと、所定量の流体を蓄えることが可能なタンクと、流体を供給または排出することにより、カフまたはタンクに加える圧力を調整する加圧・減圧手段と、圧力センサを含み、圧力センサから出力される圧力情報に基づきカフ内の圧力またはタンク内の圧力を検出するための圧力検出手段と、圧力検出手段が検出するカフ内の圧力の変化に基づき血圧値を算出する血圧算出手段と、圧力センサが異常か否かを検出する異常検出手段と、加圧・減圧手段および圧力検出手段に通じ、タンクおよびカフのいずれかが選択的に接続される第１流体流路と、を備える。異常検出手段は、第１流体流路にタンクを接続されて、且つ接続されたタンクに流体が供給される状態において、圧力センサから出力される圧力情報に従い圧力検出手段が検出するタンク内の圧力に基づいて、圧力センサが異常か否かを検出する。

好ましくは、カフに通じる第２流体流路と、タンクに通じる第３流体流路と、をさらに備え、異常検出手段は、第１流体流路に、第２流体流路および第３流体流路のいずれかを選択的に接続する流路切替部、を含み、流路切替部は、与えられる切替信号に従って、第１流体流路に、第２流体流路および第３流体流路のいずれかを接続する切替弁を有する。

好ましくは、流路切替部は、電子血圧計の本体に第２流体流路を着脱自在に接続するための接続部および第２流体流路を塞ぐための栓部材を有し、カフに通じる第２流体流路は、接続部を一体的に有し、接続部は、内部が中空の筒状であって、筒が第１流体流路に挿通されて、且つ挿通された筒により第３流体流路が塞がれるように、接続部が前記本体に装着されることにより、第１流体流路に、第２流体流路が接続され、接続部に代替して栓部材が本体に装着されることにより、第１流体流路に、第３流体流路が接続される。

好ましくは、加圧・減圧手段は、単位時間当たり一定流量の流体を送出するポンプを含み、ポンプを一定時間駆動することにより、タンクに所定量の流体を供給する。

好ましくは、タンクの周囲の温度を検出する温度検出部を、さらに備え、温度検出部が検出した温度に従って、所定量を変更する。

好ましくは、異常検出手段の検出の結果を、外部に出力する。
好ましくは、記憶部をさらに備え、異常検出手段の検出の結果を、血圧算出手段が算出した血圧値と、当該血圧値が算出された時間のデータを関連付けて、記憶部に格納する。

好ましくは、異常検出手段は、電子血圧計の起動時に、圧力センサが異常か否かを検出する。

好ましくは、異常検出手段は、血圧算出手段による血圧値の算出時に、圧力センサが異常か否かを検出する。

好ましくは、異常検出手段は、所定時間間隔毎に、圧力センサが異常か否かを検出する。

好ましくは、異常検出手段は、血圧算出手段による血圧値の算出が所定回数行われる毎に、圧力センサが異常か否かを検出する。

好ましくは、異常検出手段は、外部から指示が与えられるときに、圧力センサが異常か否かを検出する。

発明によれば、電子血圧計本体のみで圧力センサの異常を検出することが可能となるので、血圧測定値の信頼性を向上させることができる。

実施の形態に係る電子血圧計の外観図である。 実施の形態に係る電子血圧計のハードウェア構成図である。 実施の形態に係る電子血圧計の機能構成図である。 実施の形態に係る血圧測定の処理フローチャートである。 （Ａ）と（Ｂ）は、実施の形態に係るメモリの記憶内容の１例を示す図である。 実施の形態に係る血圧算出の手順を説明する図である。 実施の形態に係る電子血圧計の工場出荷時の調整の概略手順を示すフローチャートである。 図７の圧力センサ調整のフローチャートである。 図７の圧力センサ異常検出のための調整のフローチャートである。 圧力センサの特性を説明する図である。 実施の形態に係る圧力センサの異常検出の処理フローチャートである。 実施の形態に係る表示の１例を示す図である。 実施の形態に係る測定用プラグを用いた場合のエアチューブ３１の接続態様を示す図である。 実施の形態に係る検査用プラグを用いた場合のエアチューブ３１の接続態様を示す図である。 実施の形態に係る圧力センサの異常検出の他の処理フローチャートである。 差込口に外部からカフが接続された電子血圧計のハードウェア構成図である。 差込口に外部からタンクが接続された電子血圧計のハードウェア構成図である。 外部からカフとタンクのいずれかが選択的に接続される場合の圧力センサの異常検出の処理フローチャートである。 手首式電子血圧計の外観を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を指し、その説明は繰返さない。

本実施の形態では、測定部位を上腕とし、オシロメトリック法で血圧を算出し、血圧測定のための圧力センサが１個搭載されている電子血圧計を説明する。なお、血圧算出のために適用される方法は、オシロメトリック法に限定されない。また、カフの加減圧に要する流体は空気として説明する。

図１には、この発明の実施の形態に係る電子血圧計１の外観を示し、図２には、当該電子血圧計のハードウェア構成を示す。図１と図２を参照して、電子血圧計１は、本体部１０と、被測定者の上腕に巻付け可能なカフ２０とを備える。カフ２０は、空気袋２１を含む。本体部１０の表面には、たとえば液晶などにより構成される表示部４０と、ユーザ（被測定者）からの指示を受付けるための複数のスイッチからなる操作部４１とが配置されている。

本体部１０は、表示部４０および操作部４１に加え、各部を集中的に制御し各種の演算処理を行なうためのＣＰＵ（Central Processing Unit）１００と、ＣＰＵ１００に所定の動作をさせるためのプログラムやデータを記憶するための処理用のメモリ４２と、測定した血圧データなどを格納するためのデータ格納用のメモリ４３と、本体部１０の各部に電力を供給するための電源４４と、現在時間を計時して計時データをＣＰＵ１００に出力するタイマ４５を含む。

操作部４１は、電源をＯＮまたはＯＦＦするための指示の入力を受付ける電源スイッチ４１Ａと、測定開始の指示を受付けるための測定スイッチ４１Ｂと、測定停止の指示を受付けるための停止スイッチ４１Ｃと、メモリ４３に格納された血圧データなどの情報をメモリ４３から読出し表示部４０に表示する指示を受付けるためのメモリスイッチ４１Ｄと、タイマ４５をセットするために操作されるタイマセットスイッチ４１Ｅと、および後述の検査用スイッチ４１Ｆを有する。

本体部１０は、さらに、カフ２０に内包される空気袋２１の内圧（カフ圧）を調整する機構として、ポンプ５１、排気弁（以下、弁という）５２およびタンク５７を含む。ポンプ５１と弁５２は主に血圧測定時のカフ圧の調整機構として機能し、タンク５７は容積が一定であって、主に圧力センサ３２の異常を検出するための圧力調整機構として機能する。本体部１０は、さらに、両者の調整機構のいずれか一方を、エアチューブ３１を介して選択的にカフ２０（空気袋２１）に接続するための切替弁５６、および切替弁５６の開閉動作を制御するための切替弁駆動回路５５を備える。

切替弁５６には、圧力センサ３２、ポンプ５１ならびに弁５２が共通して接続されるエアチューブ３１（以下、第１エアチューブ３１という）と、カフ２０（空気袋２１）に接続されるエアチューブ３１（第２エアチューブ３１という）と、タンク５７に接続されるエアチューブ３１（第３エアチューブ３１という）が接続される。切替弁５６は、切替弁駆動回路５５から与えられる切替信号５８に従い、第１エアチューブ３１に、第２エアチューブ３１および第３エアチューブ３１の一方を選択的に接続する。ここでは、‘切替弁５６がカフ２０側に切替えられる’とは、第１エアチューブ３１に第２エアチューブ３１が接続されることを指し、‘切替弁５６がタンク５７側に切替えられる’とは、第１エアチューブ３１に第３エアチューブ３１が接続されることを指す。

本体部１０は、さらに、圧力センサ３２に接続される発振回路３３と、ポンプ５１に接続されるポンプ駆動回路５３と、弁５２に接続される弁駆動回路５４を有する。発振回３３の出力信号はＣＰＵ１００に与えられる。

ポンプ５１は、カフ圧を加圧するために空気袋２１に空気を供給し、また、圧力センサ３２の異常検出のためにタンク５７に空気を供給する。弁５２は、空気袋２１またはタンク５７の空気を排出しまたは封入するために開閉される。ポンプ駆動回路５３は、ポンプ５１の駆動をＣＰＵ１００から与えられる制御信号に基づいて制御する。ポンプ５１は、ポンプ駆動回路５３から印加される電圧レベルに従って、単位時間あたり一定流量の空気を送出する。弁駆動回路５４は弁５２の開閉制御をＣＰＵ１００から与えられる制御信号に基づいて行なう。切替弁駆動回路５５はＣＰＵ１００から与えられる制御信号に基づき、切替信号５８を生成して切替弁５６に出力する。

圧力センサ３２は、静電容量型の圧力センサであり、検出するカフ圧に応じて容量値が変化する。発振回路３３は、圧力センサ３２に接続されて、圧力センサ３２の容量値に基づき発振する。これにより、圧力センサ３２の容量値に応じた周波数を有する信号（以下、周波数信号という）を出力する。出力した周波数信号はＣＰＵ１００に与えられる。ＣＰＵ１００は、発振回路３３から入力する周波数信号を圧力に変換することによって、圧力を検知する。

図３には、電子血圧計１の機能構成が示される。図３を参照し、ＣＰＵ１００には、圧力調整部１１１、血圧算出部１１２、センサ異常検出部１１３、記録部１１４、表示処理部１１５および切替弁駆動回路５５を制御する切替制御部１１６を備える。

圧力調整部１１１はポンプ駆動回路５３および弁駆動回路５４を介してポンプ５１および弁５２を制御し、エアチューブ３１を介して空気袋２１内に空気を流入・排出することにより、カフ圧を調整する。ここでは、圧力センサ３２、ポンプ５１および弁５２を含む構成をエア系という。

血圧算出部１１２は発振回路３３から入力する周波数信号（この周波数信号は圧力情報信号を指示する）に基づき脈波振幅情報を検出し、検出した脈波振幅情報に基づきオシロメトリック法に従い収縮期血圧および拡張期血圧を算出し、ならびに検出した脈波振幅情報に基づき所定時間当たりの脈拍数を算出する。具体的には、圧力調整部１１１によりカフ圧を所定値まで徐々に加圧（または減圧）させる過程において、発振回路３３から入力するカフ圧に基づいて脈波振幅情報を検出し、検出した脈波振幅情報に基づき被測定者の収縮期血圧および拡張期血圧を算出する。血圧算出部１１２によるオシロメトリック法に従う血圧の算出および脈拍の算出は、従来から知られている方法を適用できる。

センサ異常検出部１１３は、発振回路３３から出力される周波数信号を入力し、入力した信号を解析することにより、圧力センサ３２の異常を検出する。

記録部１１４はメモリ４３のデータを読出し、またはメモリ４３に書込む機能を有する。具体的には、血圧算出部１１２からの出力データを入力し、入力したデータ（血圧測定データ）をメモリ４３の所定記憶領域に格納する。さらに、センサ異常検出部１１３からの出力データを入力し、入力したデータ（圧力センサ３２の異常の検出結果）をメモリ４３の所定記憶領域に格納する。また記録部１１４は、操作部４１のメモリスイッチ４１Ｄの操作に基づきメモリ４３の所定記憶領域から測定データを読出し表示処理部１１５に出力する。

表示処理部１１５は、与えられるデータを入力し、表示可能な形式に変換して表示部４０に表示する。

図３ではＣＰＵ１００の周辺回路について、ＣＰＵ１００と直接に入出力する部分のみを示す
図４を参照して、本実施の形態に係る血圧測定の処理手順について説明する。図４の処理手順を示すフローチャートは、予めプログラムとして、メモリ４２に格納されており、ＣＰＵ１００がメモリ４２から当該プログラムを読出し命令を実行することにより、図４の血圧測定処理が実現される。

まず、被測定者が電源スイッチ４１Ａを操作（押す）すると（ステップＳＴ１）、ＣＰＵ１００は、図示のない作業用メモリを初期化する（ＳＴ２）。

続いて、圧力センサ３２の０ｍｍＨｇの調整を行う（ＳＴ３）。０ｍｍＨｇの調整の詳細は後述する。０ｍｍＨｇ調整時には、圧力センサ３２の異常検出（ステップＳＴ３ａ）がされる。異常検出の詳細も後述する。

ここで、被測定者は、カフ２０を図１のように測定部位に巻付けて装着する。カフ２０を巻きつけた後、被測定者は測定スイッチ４１Ｂを操作（押す）すると（ステップＳＴ４）、圧力調整部１１１はポンプ駆動回路５３および弁駆動回路５４に制御信号を出力する。ポンプ駆動回路５３および弁駆動回路５４は制御信号に基づき弁５２を閉鎖した後に、ポンプ５１を駆動する。これにより、カフ圧は所定の圧力まで徐々に加圧される（ステップＳＴ５、ＳＴ６）。圧力調整部１１１は、発振回路３３から入力する周波数信号に基づきカフ圧を検出し、検出したカフ圧とメモリ４２から読出したデータが指す所定圧力とを比較する。比較結果に基づき、検出するカフ圧が所定圧力を指示すると判定するまで加圧を継続する。

比較結果に基づき、所定の圧力まで加圧したと判定された後（ステップＳＴ６で≧所定加圧値）、圧力調整部１１１はポンプ駆動回路５３および弁駆動回路５４に制御信号を出力する。ポンプ駆動回路５３および弁駆動回路５４は制御信号に基づきポンプ５１を停止し加圧を停止する。その後、弁５２を徐々に開くように制御する。これにより、加圧過程から減圧過程に移行して、カフ圧は徐々に減圧していく（ステップＳＴ７）。

この減圧過程において、血圧算出部１１２は発振回路３３から出力される周波数信号に基づき、すなわち圧力センサ３２によって検出されたカフ圧信号に基づき脈波振幅情報を検出し、検出した脈波振幅情報に所定の演算を行う。この演算により収縮期血圧および拡張期血圧が算出される（ステップＳＴ８、ＳＴ９）。脈波振幅情報は、測定部位の動脈の容積変化成分を表し、検出するカフ圧信号に含まれる。なお、血圧測定は減圧過程に限らず、加圧過程（ステップＳＴ５）において行なわれてもよい。

収縮期血圧・拡張期血圧が算出されて決定すると（ステップＳＴ９でＹＥＳ）、圧力調整部１１１は弁駆動回路５４を介して弁５２を全開にし、カフ２０内の空気を急速排気する（ステップＳＴ１０）。

血圧算出部１１２により算出された血圧のデータは、表示処理部１１５と記録部１１４に出力される。表示処理部１１５は血圧データを入力して、表示部４０に表示する（ステップＳＴ１１）。また、記録部１１４は血圧データを入力し、タイマ４５から入力する時間データを関連付けて、メモリ４３の所定記憶領域に格納する（ステップＳＴ１２）。

なお、血圧算出部１１２は検出される脈波振幅情報に基づき脈拍数を算出することもできる。算出された脈拍数は表示処理部１１５により表示部４０に表示されるとともに、記録部１１４により血圧データと関連付けてメモリ４３に格納される。

この表示およびデータ格納においては、ステップＳＴ３ａで検出された圧力センサ３２の異常検出結果も表示・格納される。

メモリ４３には、血圧測定がされる毎に、測定日時と、血圧値（収縮期血圧ＳＹＳおよび拡張期血圧ＤＩＡ）と脈拍数と、圧力センサ３２の異常検出結果のデータが関連付けて格納される。

また、圧力センサ３２の異常検査が、血圧測定毎ではなく、所定の時間間隔またはユーザの所定の操作によって行なわれるとした場合の、メモリ４３の記憶内容例が図５に示される。図５（Ａ）と（Ｂ）を参照して、測定データはレコード単位で格納される。レコードは、当該レコードを識別するＩＤのデータＤ１、被測定者の識別データＤ２、測定日時のデータＤ３、血圧値・脈拍数のデータＤ４および圧力センサ３２の異常検出の結果のデータＤ５が含まれる。

図示されるように、圧力センサの異常検査の結果、今回、圧力センサ３２が異常と判断された場合、前回の検査日から今回の検査日までの期間に記憶された血圧測定結果のレコードには、データＤ５として、圧力センサ３２が異常である可能性のフラグ（“ＮＧ”）を付加する。これにより、メモリ４３から測定データを読出し、表示部４０に表示する場合に、各血圧測定データについて、測定時の圧力センサ３２の異常の可能性を提示することができるから、ユーザに対して同時に提示されている血圧値について、その信頼性の指標を示すことができる。

したがって、血圧を算出するための最も重要な要素である圧力センサ３２が正常か異常かをユーザ（被測定者）が判断することが可能となるため、血圧測定値が通常の値（例えば、前日の測定値、病院での測定値など）と大きく異なった場合でも、それが生体の生理情報に起因するものなのか、圧力センサ３２が故障したためなのかが不明であり、不安感を抱くという事態を回避することができる。

ここで、本実施の形態におけるオシロメトリック法による血圧算出方法の概念を説明する。図６（Ａ）には、徐々に減圧されるカフ圧がタイマ４５が計時する時間軸に沿って示される。図６（Ｂ）には、同一の時間軸に沿って、上述の脈波振幅情報に対応する脈波振幅の包絡線６００が示される。脈波振幅の包絡線６００は圧力センサ３２からの信号（カフ圧）に重畳した脈波振幅信号を時系列に抽出することにより検出される。

図６（Ａ）と（Ｂ）を参照して、血圧算出部１１２は、脈波振幅の包絡線において振幅の最大値ＭＡＸを検出すると、その最大値に所定の定数（たとえば０．７および０．５）を乗じて２つの閾値TH_DBPおよびTH_SBPを算出する。そして、最大値ＭＡＸが検出された時点Ｔ０のカフ圧ＭＡＰ（平均血圧）よりもカフ圧が低い側において、閾値TH_DBPと包絡線６００とが交わった点におけるカフ圧を拡張期血圧として算出する。また、カフ圧ＭＡＰよりもカフ圧が高い側において、閾値TH_SBPと包絡線６００とが交わった点におけるカフ圧を収縮期血圧として算出する。

（圧力センサ異常検出のための所定条件データの事前取得）
本実施の形態では、圧力センサ３２の異常検出のための所定条件データは、電子血圧計１の工場出荷時などにおいて予め取得されて、メモリ４２に格納される。この所定条件データの取得手順について説明する。

図７には、工場出荷時における所定条件取得の概略処理のフローチャートが示される。まず、圧力センサ３２の調整処理がされる（ステップＳＴＡ１）。調整処理により０ｍｍＨｇ補正のための所定条件のデータが検出される。続いて、圧力センサ３２の異常検出のための所定条件のデータが検出される（ステップＳＴＡ２）。

図８を参照して、図７に示した圧力センサ調整の処理（ステップＳＴＡ１）について説明する。なお、カフ２０の代わりに外部からの圧力印加装置が接続される。

まず、電源スイッチ４１Ａをオペレータが操作する（ステップＳＴＢ１）。続いて、切替制御部１１６が、切替弁駆動回路５５を制御する。切替弁駆動回路５５は、制御に応答して切替信号５８を出力して、切替弁５６をカフ２０側に切替える。これにより、カフ２０の代わりに接続された圧力印加装置とエア系との間でエアチューブ３１を介して空気が流れる。

続いて、圧力調整部１１１は、弁駆動回路５４を弁５２を閉鎖するように制御する。この制御に応答して弁５２は閉鎖される（ステップＳＴＢ３）。

接続された圧力印加装置により、所定の圧力値（０ｍｍＨｇ、３００ｍｍＨｇ）を印加したときの圧力センサ３２の出力（本実施の形態では発振回路３３の出力信号の周波数Ｍ０，Ｍ３００を指す）を測定し、測定値をメモリ４３の所定記憶領域に格納しておく（ステップＳＴＢ４〜ＳＴＢ７）。所定の圧力値（０ｍｍＨｇ，３００ｍｍＨｇ）は、電子血圧計１では０〜２９９ｍｍＨｇまで血圧測定することができるように設計されていることに依拠している。この測定値はメモリ４３において書換え不可能であり、且つ消去されることはない。これにより、血圧測定時の０ｍｍＨｇ補正のための所定条件データが取得される。これにより、後述する図１０の特性Ｌ１の直線式を検出することができる。

その後、弁駆動回路５４が弁５２を開き、エア系に充填された空気は急速に排気される（ステップＳＴＢ８）。

次に、図９を参照して圧力センサ３２の異常検出のための所定条件データ検出処理（図７のステップＳＴＡ２）について説明する。

図９を参照して、まず、切替制御部１１６は切替弁駆動回路５５を制御する。この制御により、切替弁駆動回路５５は切替弁５６をカフ２０側に切替える（ステップＳＴＣ０）。このとき、弁５２は開いており、開状態は後述のステップＳＴＣ５まで継続する。

続いて、圧力センサ３２の０ｍｍＨｇの補正処理がされる（ステップＳＴＣ１）。
その後、切替制御部１１６が、切替弁駆動回路５５を制御する。切替弁駆動回路５５は制御に応答して、切替信号５８を出力して、切替弁５６をカフ２０側からタンク５７側に切替える（ステップＳＴＣ２）。続いて、センサ異常検出部１１３が、発振回路３３の出力信号に基づき、カフ圧、すなわちタンク５７の内圧は０ｍｍＨｇを指示するか検出する（ステップＳＴ３）。０ｍｍＨｇを指示していると検出すると（ステップＳＴＣ３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１００は、発振回路３３の出力する周波数信号をセンサ出力Ｆ０としてメモリ４３に格納する（ステップＳＴＣ４）。次に、圧力調整部１１１は、弁駆動回路５４を制御する。この制御に応じて弁駆動回路５４は弁５２を開状態から閉状態にする（ステップＳＴＣ５）。

続いて圧力調整部１１１はポンプ駆動回路５３を制御する。ポンプ駆動回路５３は制御に応答して、任意の一定電圧Ｖｐをポンプ５１に供給し、ポンプ５１を運転する。ポンプ５１の回転数は供給される電圧により決定されるので、一定電圧Ｖｐに応じた回転数で回転し、タンク５７に空気を供給する（ステップＳＴＣ６）。

続いて、圧力調整部１１１は、ポンプ５１の駆動開始からの経過時間をタイマ４５を用いて駆動時間Ｔｐとして計時する（ステップＳＴＣ７）。このポンプ駆動と計時は、発振回路３３の出力する周波数信号が所定圧力（タンク５７の内圧がたとえば７０ｍｍＨｇ）を指示すると検出されるまで継続する（ステップＳＴ８でＹＥＳ）。

タンク５７の内圧が７０ｍｍＨｇを指示していると判定すると（ステップＳＴＣ８でＹＥＳ）、圧力調整部１１１は、ポンプ駆動回路５３を制御する。この制御に応答してポンプ駆動回路５３はポンプ５１への電圧供給を停止し、ポンプ５１の回転を停止させる（ステップＳＴＣ９）。これにより、タンク５７への空気の供給は停止する。

その後、圧力調整部１１１は、圧力センサ３２の出力Ｆ７０（発振回路３３の出力する周波数信号）とポンプ５１の駆動時間Ｔｐと一定電圧Ｖｐのデータを、メモリ４３に、記録部１１４を介して格納する（ステップＳＴＣ１０）。

その後、圧力調整部１１１は、弁駆動回路５４を制御する。制御に応答して弁駆動回路５４は、弁５２を閉状態から開状態に切替える（ステップＳＴＣ１０）。これにより、タンク５７内の空気が急速に排気される。

その後、切替制御部１１６は切替弁駆動回路５５を制御する。これにより、切替弁駆動回路５５は、切替弁５６をタンク５７側からカフ２０側に切替える。これにより、エア系とカフ２０との間の空気の流路が確立する（ステップＳＴＣ１２）。

（圧力センサの０ｍｍＨｇ補正）
血圧算出部１１２は、血圧を測定するとき、メモリ４３から読出した製造時のこれら圧力センサの校正された出力の測定値（周波数信号のデータＭ０、Ｍ３００）と、初期化時の圧力センサの出力の測定値とを比較し、比較結果に基づき現時点での圧力センサ３２の０ｍｍＨｇ補正を行う。

具体的には、製造時に０ｍｍＨｇ、３００ｍｍＨｇについて校正した際の圧力センサ３２の出力の測定値（Ｍ０、Ｍ３００）と、ステップＳＴ３の圧力センサ３２の初期化時の出力の測定値をＵ０とし、現在、発振回路３３から出力される信号の周波数を‘ｆ’とした場合に、血圧算出部１１２は、圧力値Ｐ（ｍｍＨｇ）を（式１）に従って算出する。算出した圧力値Ｐは、図６（Ａ）のカフ圧に相当する。

圧力値Ｐ＝｛（ｆ−Ｕ０）÷（Ｍ３００−Ｍ０）｝×３００（式１）
上述の（式１）に従う圧力値Ｐの算出について図１０の圧力センサ３２の特性のグラフを参照して、さらに説明する。図１０のグラフは、横軸にカフ圧を示す圧力（ｍｍＨｇ）が取られ、縦軸に発振回路３３の出力信号の周波数（Ｈｚ）が取られている。図１０では、電子血圧計１を製造時の圧力センサ３２の特性Ｌ１と、現在の圧力センサ３２の特性Ｌ２とが示される。

もし、製造時の圧力センサ３２の特性Ｌ１と、現在の圧力センサの特性Ｌ２とが同一であれば、圧力値Ｐ＝（ｆ−Ｍ０）／（Ｍ３００−Ｍ０）×３００の（式２）が成立するが、実際には、圧力センサ３２の特性は、使用状況などさまざまな要因により、製造時の特性Ｌ１を維持することはできず、特性Ｌ１はたとえば現在の特性Ｌ２に変化する。したがって、この特性変化に伴い生じた、圧力センサ３２の初期化時の出力Ｕ０を用いて、（式２）は（式１）に書換えられる。

このように出力Ｕ０を検出して、（式１）を求める手続きを０ｍｍＨｇ補正という。
（血圧測定時の圧力センサの初期化）
図１１のフローチャートを参照して、圧力センサ３２の異常検出（ステップＳＴ３ａ）を含む圧力センサ３２の初期化（ステップＳＴ３）の手順について説明する。このフローチャートは、前述したステップＳＴ３において実施される。なお、タンク５７の空気は十分に排気されて内圧は０ｍｍＨｇであると想定する。

この処理では、タンク５７に所定量の空気を送り込んだときの圧力センサ３２の出力値を予め検出した所定条件データと比較し、比較結果に基づき、圧力センサ３２の異常を検出する。

圧力センサ３２の初期化時において、切替制御部１１６は、まず、切替弁駆動回路５５に制御信号を出力する。切替弁駆動回路５５は、制御信号に基づき、切替信号５８を出力して切替弁５６をタンク５７側からカフ２０側に切替える（ステップＳＴ１１０）。したがって、切替弁５６を介して第１エアチューブ３１と第３エアチューブ３１とは接続されて、空気の流路は両チューブによって構成される。この状態で圧力センサ３２の０ｍｍＨｇ補正をする（ステップＳＴ１１１）。つまり、カフ２０の空気袋２１の空気が十分に排気されてカフ圧ゼロとされたときの、発振回路３３の周波数信号のデータｆ０（図１０のデータＵ０に相当する）を検出して、メモリ４３に一時的に格納する。

その後、切替制御部１１６は、切替弁駆動回路５５に制御信号を出力する。切替弁駆動回路５５は、制御信号に基づき、切替弁５６をタンク５７側に切替える。したがって、切替弁５６を介して第１エアチューブ３１には、第２エアチューブ３１から第３エアチューブ３１に切替え接続される。切替弁５６により空気の流れる方向はタンク５７側となる（ステップＳＴ１２１）。

次に、ＣＰＵ１００は、メモリ４３から所定条件のデータ（電圧Ｖｐ、時間Ｔｐ）を読出し（ステップＳＴ１２３）、弁駆動回路５４によって弁５２を閉鎖し、ポンプ駆動回路５３によってポンプ５１に、読出した一定時間Ｔｐだけ所定の電圧Ｖｐを印加する。これによりポンプ５１は回転し、タンク５７に空気が送り込まれる（ステップＳＴ１３１〜ＳＴ１５１）。圧力センサ異常検出部１１３は、一定時間Ｔｐが経過したときのそのときの圧力センサ３２の出力値（発振回路３３の周波数信号のデータｆ７０）を検出し（ステップＳＴ１６１）、検出したデータｆ７０をメモリ４３に一時的に格納する。

そして、メモリ４３からデータｆ０とデータＦ０とを読出し両者の差分Δｆ０を算出する。このΔｆ０が前述の０ｍｍＨｇ補正量となる。また、メモリ４３からデータｆ７０とデータＦ７０とを読出し両者の差分Δｆ７０を算出する。そして、Δｆ７０からΔｆ０を差分した値Δｆと所定値（たとえば、３ｍｍＨｇに相当の周波数の値）とを比較し、比較結果に基づき圧力センサ３２の異常を検出する（ステップＳＴ１７１）。

具体的には、比較結果に基づき、差分Δｆが所定値以下であると検出すると圧力センサ３２は正常と判断するが（ステップＳＴ１７１でＹＥＳ）、所定値より大きいと検出すると（ステップＳＴ１７１でＮＯ）、圧力センサ３２は異常と判断する（ステップＳＴ１８１）。圧力センサ３２の異常が検出された場合には、その情報は、表示部４０に表示される。

圧力センサ３２の異常の検出が終了すると、タンク５７内の空気を、弁駆動回路５４によって弁５２を開放し全て排気する（ＳＴ１９１）。その後、切替制御部１１６は、切替弁駆動回路５５に制御信号を出力するので、切替弁駆動回路５５は、制御信号に基づき、切替弁５６をカフ２０側に切替える。したがって、切替弁５６を介して第１エアチューブ３１には、第３エアチューブ３１から第２エアチューブ３１が切替え接続される。切替弁５６により空気の流れる方向はカフ２０側となる（ステップＳＴ２０１）。以上により、圧力センサ３２の初期化（ステップＳＴ３）は終了する。

このように、タンク５７に必要とされる容量（容積）は、検査に必要な容量（すなわち、ポンプ５１が電圧Ｖｐが印加されて回転する時間期間Ｔｐにおいてタンク５７に供給される空気量）、たとえば７０ｍｍＨｇなど比較的小容量で済むから、圧力センサ３２の異常検出のためにタンク５７を用いるとしても、装置の小型化は阻害されない。

なお、タンク５７の内圧は７０ｍｍＨｇの固定、およびポンプ５１によるタンク５７への供給流量は、印加電圧Ｖｐと時間Ｔｐの積により固定としたが、電子血圧計１の周囲、より厳密にはタンク５７の周囲の環境条件に応じて変更するようにしてもよい。

たとえば、製造時と血圧測定時の周囲温度が異なると、同じ圧力であってもタンク５７内の流体密度は異なるので、温度によってポンプ５１の駆動時間または駆動電圧のいずれか／または両方を調整することでタンク５７に流入させる空気量を変更する必要が発生する。つまり、温度による空気の膨張の程度に基づく温度係数を駆動時間加味した温度係数を駆動時間または駆動電圧のいずれか／または両方に積算することで、変更してもよい。

（表示例）
図１２には、表示部４０における圧力センサ３２の異常検出結果の表示例が示される。図１２では、表示処理部１１５は圧力センサ３２が正常であれば、“ＮＧ”の文字は消灯させて“ＯＫ”の文字のみを点灯させている。異常であれば“ＯＫ”の文字は消灯させて“ＮＧ”の文字を点灯する。この表示においては、タイマ４５によって計時された測定時間のデータ４０２と、血圧測定の結果である収縮期血圧のデータ４０３と、拡張期血圧のデータ４０４と、脈拍数のデータ４０５とが、“ＮＧ”/“ＯＫ”の表示とともに、表示される。

また、操作部４１のメモリスイッチ４１Ｄが操作されてメモリ４３の測定データが読出されて表示される場合にも、記録されたデータＤ３〜Ｄ５が読出されて図１４の表示がされる。

被測定者は、このような表示を確認することで、圧力センサ３２の校正を製造者に依頼するタイミングを得ることができる。したがって、圧力センサ３２が異常であるのを気付かないままに血圧測定をすることが回避されて、血圧測定値の信頼性を向上させることができる。

（他の実施例）
上述の実施の形態では、切替弁５６を用いて、第１エアチューブ３１に、タンク５７側の第３エアチューブ３１とカフ２０側の第２エアチューブ３１のいずれか一方を接続するように自動で切替えているが、図１３と図１４のように手動で切替えるようにしてもよい。図１３と図１４において太い矢印は、空気の流れる方向を示す。

手動切換えのために、切替弁５６、切替弁駆動回路５５および切替制御部１１６に代替して、本体部１０に着脱自在の検査用プラグ３１２と測定用プラグ３１１を用いる。図１を参照して、本体部１０にはカフ２０に接続されたエアチューブ３１が、筐体側面に予め形成された差込口１０Ａに着脱自在に差込まれることにより、カフ２０が本体部１０に着脱自在に接続される。

図１３には、前述した切替弁５６によりカフ２０側に切替えられた状態を、測定用プラグ３１１により代替して実現した状態を示す。図１３を参照して、内部が中空の筒状の部材である測定用プラグ３１１の長手方向の一方の開口部には、カフ２０に繋がるエアチューブ３１（第２エアチューブ３１に相当）が挿通されることにより両者は一体的に接続されている。測定用プラグ３１１の他方の開口部側を本体部１０の筐体側面に予め形成された差込口１０Ａに外部から挿入することにより、他方の開口部には、内部のエア系につながるエアチューブ３１（第１エアチューブ３１）が挿入される。この状態において、測定用プラグ３１１が挿通されることにより、測定用プラグ３１１の長手方向に延びる側面に対して、タンク５７に繋がる第３エアチューブ３１の流路が直交するように位置するので、測定用プラグ３１１により第３エアチューブ３１の流路は栓がされて塞がれる。その結果、第１エアチューブ３１の第２エアチューブ３１を接続することができる。

図１４には、前述した切替弁５６によりタンク５７側に切替えられた状態を、検査用プラグ３１２により代替して実現した状態を示す。図１４を参照して、検査用プラグ３１２は本体部１０の筐体側面に予め形成された差込口１０Ａに外部から挿入されることにより、差込口１０Ａは完全に塞がれた状態となる。この状態において、検査用プラグ３１２は、第２エアチューブ３１を塞ぐための栓部材として機能し、且つ圧力センサ３２の異常検査のために、タンク５７に繋がる第３エアチューブ３１とエア系に繋がる第１エアチューブ３１とが連なる空気の流路を確立させるように作用する。

図１５には、図１３と図１４に示したプラグを用いた圧力センサ初期化処理（ステップＳＴ３）の手順が示される。血圧測定の処理の圧力センサ初期化処理を除いた他の処理は、図４に示すものと同じであり、その説明は略す。ここでは、検査用プラグ３１２を使用する場合において、検査を開始するトリガを入力する必要があるため、操作部４１に検査スイッチ４１Ｆを追加して設ける。検査スイッチ４１Ｆを被測定者が押すことで、検査開始のトリガが入力されるとしている。検査スイッチ４１Ｆに代替して、検査用プラグ３１２が接続されていることをセンサなどで検出するようにし、検出信号に基づき検査開始のトリガが入力されるとしてもよい。

先ず、ユーザが測定用プラグ３１１を差込口１０Ａに差込み、図１３の態様をとする（ステップＳＴＩ０）。この状態において、圧力センサ３２の０ｍｍＨｇの補正処理がされる（ステップＳＴＩ１）。この０ｍｍＨｇの補正処理は、ステップＳＴ１１１と同様である。

その後、被測定者が測定用プラグ３１１を差込口１０Ａから抜き、代わりに検査用プラグ３１２を差込み（ステップＳＴＩ２）、ステップＳ１４の状態とする。この状態において、ユーザは検査スイッチ４１Ｆを操作する（ステップＳＴＩ３）。これにより、図１４の態様となり圧力センサ３２の異常検査のための構成が取られる。

以降のステップＳＴＩ４〜ＳＴＩ１１の処理は、図１１のステップＳＴ１２１〜ＳＴ１９１の処理と同じであり、説明は略す。

以上の手順によって圧力センサ３２の異常検出が完了すると、ステップＳＴＩ１２において、被測定者は、血圧値の測定のために、検査用プラグ３１２を差込口１０Ａから抜き、代わりに測定用プラグ３１１を差込み、図１３の状態とする。

これにより、検査用プラグ３１２を用いた圧力センサ３２の異常検出の手順は終了する。

（さらなる他の実施例）
上述の実施の形態では、圧力センサ３２の異常検出に用いるタンク５７を本体部１０内に設けたが、タンク５７を本体部１０の外部に接続する方法をとっても良い。

図１６と図１７には、本実施例に係る電子血圧計１Ａの本体部１０Ｘが示される。本実施例では、本体部のタンク５７を外部に設けることにより、図１６と図１７のように、切替弁５６、切替弁駆動回路５５および切替制御部１１６は不要となる。他の構成は、図２に示すものと同様である。

図１６を参照して、本体部１０にはカフ２０に接続されたエアチューブ３１が、筐体側面に予め形成された差込口１０Ａに着脱自在に差込まれることにより、カフ２０が本体部１０に着脱自在に接続される。本実施例では、圧力センサ３２の異常検査においては、カフ２０のかわりにタンク５７を差込口１０Ａに差込む（図１７参照）が、検査終了時または血圧測定時にはタンク５７に代替してカフ２０が差込口１０Ａに差込まれる。

図１８には、図１６と図１７の構成による圧力センサ初期化処理の手順が示される。この手順は、図４のステップＳＴ３の処理に相当する。血圧測定処理の圧力センサ初期化処理を除いた他の処理は、図４に示すものと同じであり、その説明は略す。

ここでは、外部のタンク５７を使用する場合において、異常検査を開始するトリガを入力する必要があるため、操作部４１に検査スイッチ４１Ｆを追加して設ける。検査スイッチ４１Ｆを被測定者が押すことで、検査開始のトリガが入力されるとしている。検査スイッチ４１Ｆに代替して、外部からタンク５７が接続されていることをセンサなどで検出するようにし、センサの検出信号に基づき検査開始のトリガが入力されるとしてもよい。

先ず、ユーザがカフ２０を差込口１０Ａに接続する（ステップＳＴＪ０）。この状態において、圧力センサ３２の０ｍｍＨｇの補正処理がされる（ステップＳＴＪ１）。この０ｍｍＨｇの補正処理は、ステップＳＴ１１１と同様である。

その後、被測定者がカフ２０を差込口１０Ａから抜き、代わりにタンク５７を接続する（ステップＳＴＪ２）。この状態において、被測定者は検査スイッチ４１Ｆを操作する（ステップＳＴＪ３）。これにより、図１７の態様となり圧力センサ３２の異常検査のための構成が取られる。

以降のステップＳＴＪ４〜ＳＴＪ１１の処理は、図１１のステップＳＴ１２１〜ＳＴ１９１の処理と同じであり、説明は略す。

以上の手順によって圧力センサ３２の異常検出が完了すると、ステップＳＴＪ１２において、被測定者は、血圧値の測定のために、タンク５７を差込口１０Ａから抜き、代わりにカフ２０を接続する。

これにより、外部のタンク５７を用いた圧力センサ３２の異常検出の手順は終了する。
（他の実施の形態）
上述の実施の形態では、電子血圧計１は、据置型でありカフ２０が上腕部に巻付けられるとしているが、図１９のように、カフ２０と本体部１０が一体的に構成されており、カフ２０を手首に巻付ける手首式電子血圧計であっても同様に適用することができる。

上述の実施の形態では、圧力センサ３２の異常検出の処理を含む圧力センサ３２の初期化処理は、電源スイッチ４１Ａの操作が検出された（ステップＳＴ１）直後であって初期化処理（ステップＳＴ２）の前において実施されるとしてもよい。または、測定スイッチ４１Ｂが操作された（ステップＳＴ４）直後において実施されるとしてもよい。

図５（Ａ）と（Ｂ）のデータは内部のメモリ４３に格納されるとしたが、図示のない外部メモリに格納されるとしてもよい。

圧力センサ３２の異常検出処理は、所定時間間隔で行うとしてもよく、または、所定の血圧測定回数毎に行うとしてもよく、また、間隔を決めることなく外部からの被測定者による検査指示入力に応答して行われるとしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 電子血圧計、５５ 切替弁駆動回路、５６ 切替弁、５７ タンク、３２ 圧力センサ、３３ 発振回路、１１２ 血圧算出部、１１３ センサ異常検出部、３１１ 測定用プラグ、３１２ 検査用プラグ。

Claims (12)

1. 測定部位に装着するカフと、
   所定量の流体を蓄えることが可能なタンクと、
   前記流体を供給または排出することにより、前記カフまたは前記タンクに加える圧力を調整する加圧・減圧手段と、
   圧力センサを含み、前記圧力センサから出力される圧力情報に基づき前記カフ内の圧力または前記タンク内の圧力を検出するための圧力検出手段と、
   前記圧力検出手段が検出する前記カフ内の圧力の変化に基づき血圧値を算出する血圧算出手段と、
   前記圧力センサが異常か否かを検出する異常検出手段と、
   前記加圧・減圧手段および前記圧力検出手段に通じ、前記タンクおよびカフのいずれかが選択的に接続される第１流体流路と、を備え、
   前記異常検出手段は、
   前記第１流体流路に前記タンクを接続されて、且つ接続された前記タンクに前記流体が供給される状態において、前記圧力センサから出力される圧力情報に従い前記圧力検出手段が検出する前記タンク内の圧力に基づいて、前記圧力センサが異常か否かを検出する、電子血圧計。
2. 前記カフに通じる第２流体流路と、
   前記タンクに通じる第３流体流路と、をさらに備え、
   前記異常検出手段は、
   前記第１流体流路に、前記第２流体流路および前記第３流体流路のいずれかを選択的に接続する流路切替部、を含み、
   前記流路切替部は、与えられる切替信号に従って、前記第１流体流路に、前記第２流体流路および前記第３流体流路のいずれかを接続する切替弁を有する、請求項１に記載の電子血圧計。
3. 前記流路切替部は、前記電子血圧計の本体に前記第２流体流路を着脱自在に接続するための接続部および前記第２流体流路を塞ぐための栓部材を有し、
   前記カフに通じる前記第２流体流路は、前記接続部を一体的に有し、
   前記接続部は、内部が中空の筒状であって、
   前記筒が前記第１流体流路に挿通されて、且つ挿通された前記筒により前記第３流体流路が塞がれるように、前記接続部が前記本体に装着されることにより、前記第１流体流路に、前記第２流体流路が接続され、
   前記接続部に代替して、前記栓部材が前記本体に装着されることにより、前記第１流体流路に、前記第３流体流路が接続される、請求項２に記載の電子血圧計。
4. 前記加圧・減圧手段は、
   単位時間当たり一定流量の流体を送出するポンプを含み、
   前記ポンプを一定時間駆動することにより、前記タンクに前記所定量の流体を供給する、請求項２または３に記載の電子血圧計。
5. 前記タンクの周囲の温度を検出する温度検出部を、さらに備え、
   前記温度検出部が検出した前記温度に従って、前記所定量を変更する、請求項２から４のいずれかに記載の電子血圧計。
6. 前記異常検出手段の検出の結果を、外部に出力する、請求項２から５のいずれかに記載の電子血圧計。
7. 記憶部をさらに備え、
   前記異常検出手段の検出の結果を、前記血圧算出手段が算出した前記血圧値と、当該血圧値が算出された時間のデータを関連付けて、前記記憶部に格納する、請求項２から６のいずれかに記載の電子血圧計。
8. 前記異常検出手段は、前記電子血圧計の起動時に、前記圧力センサが異常か否かを検出する、請求項１から７のいずれかに記載の電子血圧計。
9. 前記異常検出手段は、前記血圧算出手段による前記血圧値の算出時に、前記圧力センサが異常か否かを検出する、請求項１から８のいずれかに記載の電子血圧計。
10. 前記異常検出手段は、所定時間間隔毎に、前記圧力センサが異常か否かを検出する、請求項１から９のいずれかに記載の電子血圧計。
11. 前記異常検出手段は、前記血圧算出手段による血圧値の算出が所定回数行われる毎に、前記圧力センサが異常か否かを検出する、請求項１から９のいずれかに記載の電子血圧計。
12. 前記異常検出手段は、外部から指示が与えられるときに、前記圧力センサが異常か否かを検出する、請求項１から９のいずれかに記載の電子血圧計。

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