JP5239640B2 - Blood pressure information measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、血圧情報測定装置に関し、特に、容積補償法を用いて血圧情報を測定することのできる血圧情報測定装置に関する。 The present invention relates to a blood pressure information measuring device, and more particularly, to a blood pressure information measuring device capable of measuring blood pressure information using a volume compensation method.
従来より、非侵襲で簡便に血圧を測定できる手法として、容積補償法による血圧測定が開発されている。容積補償法とは次のようである。つまり、生体外からカフによって動脈を圧迫し、心拍に同期して脈動する動脈の容積を常時一定に保つことで測定部位を圧迫する圧力(カフ圧)と測定部位の動脈の内圧すなわち血圧とを平衡させ、この平衡状態を維持したときのカフ圧を検出することにより連続的に血圧値を得る方式である。 Conventionally, blood pressure measurement using a volume compensation method has been developed as a technique that can easily and non-invasively measure blood pressure. The volume compensation method is as follows. That is, the artery is compressed from outside the living body with a cuff, and the pressure of the measurement site (cuff pressure) and the internal pressure of the artery at the measurement site, that is, the blood pressure, are maintained by constantly maintaining the volume of the artery that pulsates in synchronization with the heartbeat. In this method, the blood pressure value is continuously obtained by detecting the cuff pressure when the equilibrium state is maintained and the equilibrium state is maintained.
したがって、容積補償法では、動脈が無負荷状態にあるときの容積値すなわち制御目標値(以下「V0」ともいう)の検出、および、この無負荷状態を維持すること(サーボ制御)の2点が重要となる。特に、V0の決定は、血圧測定の精度に直接影響するため非常に重要である。 Therefore, in the volume compensation method, there are two points: detection of a volume value when the artery is in an unloaded state, that is, a control target value (hereinafter also referred to as “V0”), and maintaining this unloaded state (servo control). Is important. In particular, the determination of V0 is very important because it directly affects the accuracy of blood pressure measurement.
V0の決定方法としては、たとえば、カフにより動脈を徐々に圧迫していき、そのときに得られる動脈容積変化信号の最大点を検出することにより、V0を決定する方法がある(特許文献1)。 As a determination method of V0, for example, there is a method of determining V0 by gradually compressing an artery with a cuff and detecting the maximum point of an arterial volume change signal obtained at that time (Patent Document 1). .
また、V0の決定に要する時間の短縮を実現するための提案も従来よりなされている。たとえば特許文献2では、カフ圧に高周波微小圧振動(例えば、20Hz、10mmHgの正弦波状の圧振動)を重畳させ、その高周波微小圧振動による動脈容積変化が最大となる点を検出することで、V0を決定する。
In addition, proposals for realizing a reduction in time required for determining V0 have been made. For example, in
なお、血圧の測定時間の短縮に関しては、容積補償法とは異なるが、従来より、カフ圧を1心拍以内に急速に加減圧し、動脈内圧=カフ圧となった瞬間を示す脈波上の特徴点を検出し、その時点のカフ圧を血圧値として決定する技術が存在する(特許文献3)。
特許文献1の方法は、正確なV0が検出できる反面、V0の決定に時間がかかるため、血圧の連続測定を迅速に開始できない。また、血圧の連続測定中にも、血圧変動、ストレス、環境の変化などにより、V0が変動することがあり、その都度V0を再検出する必要があるが、その場合にもV0決定に時間がかかるため、V0の再決定中は血圧値を測定できないことになる。
Although the method of
また、特許文献2の発明によると、短時間でV0を決定することができるものの、特許文献1の方法と比べると精度が悪くなるという問題がある。
Further, according to the invention of
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、制御目標値を正確かつ短時間に決定することのできる容積補償式の血圧情報測定装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a volume compensation type blood pressure information measuring apparatus capable of determining a control target value accurately and in a short time. That is.
この発明のある局面に従う血圧情報測定装置は、動脈の容積を検出することにより血圧情報を測定するための血圧情報測定装置であって、所定の測定部位に巻き付けるためのカフと、カフ内の圧力を加圧および減圧により調整するための調整手段と、カフ内の圧力を表わすカフ圧を検出するための圧力検出手段と、カフの所定の位置に配置され、カフの圧迫に伴なう動脈の容積の変化を表わす第1の動脈容積信号を検出するための第1の容積検出手段と、カフの上流側に配置され、動脈の拍動に伴なう容積の変化を表わす第2の動脈容積信号を検出するための第1の容積検出手段と、容積補償法に従い血圧情報を測定するための制御を行なう制御手段とを備える。制御手段は、第1の動脈容積信号に基づいて、動脈の容積が一定となるように調整手段をサーボ制御するためのサーボ制御手段と、第1および第2の動脈容積信号とカフ圧とに基づいて、サーボ制御手段による制御目標値を検出する際のカフ圧の制御範囲を決定するための決定処理手段と、決定処理手段により決定された制御範囲において、カフ圧を徐々に変化させることにより、第1の動脈容積信号に基づいて制御目標値を検出するための検出処理手段とを含み、サーボ制御手段は、第1の動脈容積信号の値が、検出処理手段により検出された制御目標値と一致するようにサーボ制御する。決定処理手段は、調整手段を制御することにより、カフ圧を瞬時に変化させるための調整制御手段と、調整制御手段による制御期間を表わす瞬時変化期間に得られる第1および第2の動脈容積信号とカフ圧とに基づいて、最高血圧および最低血圧を推定し、推定された最高血圧および最低血圧それぞれを制御範囲の上限値および下限値として算出するための算出手段とを有する。 A blood pressure information measurement device according to an aspect of the present invention is a blood pressure information measurement device for measuring blood pressure information by detecting the volume of an artery, and includes a cuff for wrapping around a predetermined measurement site, and a pressure in the cuff Adjusting means for adjusting pressure by pressurizing and depressurizing, pressure detecting means for detecting a cuff pressure representing the pressure in the cuff, and an arterial that is disposed at a predetermined position of the cuff and is compressed with the cuff. First volume detection means for detecting a first arterial volume signal representing a change in volume, and a second arterial volume arranged upstream of the cuff and representing a change in volume associated with arterial pulsation First volume detection means for detecting a signal and control means for performing control for measuring blood pressure information according to the volume compensation method. The control means includes servo control means for servo-controlling the adjustment means so that the arterial volume is constant based on the first arterial volume signal, and first and second arterial volume signals and cuff pressure. Based on the determination processing means for determining the control range of the cuff pressure when detecting the control target value by the servo control means, and by gradually changing the cuff pressure in the control range determined by the determination processing means Detection processing means for detecting a control target value based on the first arterial volume signal, and the servo control means includes a control target value in which the value of the first arterial volume signal is detected by the detection processing means. Servo control to match. The determination processing means controls the adjustment means to adjust the cuff pressure instantaneously, and the first and second arterial volume signals obtained in the instantaneous change period representing the control period by the adjustment control means. And calculating means for estimating the maximum blood pressure and the minimum blood pressure based on the cuff pressure and calculating the estimated maximum blood pressure and the minimum blood pressure as the upper limit value and the lower limit value of the control range, respectively.
好ましくは、算出手段は、瞬時変化期間に得られる第1の動脈容積信号とカフ圧とに基づいて、動脈の閉塞端点を示す第1の動脈容積信号における特徴点を検出することにより血圧値を算出し、算出された血圧値と、閉塞端点が検出された時点における第2の動脈容積信号のレベルと、被測定者の脈圧を表わす脈圧値とに基づいて、最高血圧および最低血圧を推定する。 Preferably, the calculating means detects the blood pressure value by detecting a feature point in the first arterial volume signal indicating the occlusion end point of the artery based on the first arterial volume signal and the cuff pressure obtained during the instantaneous change period. The maximum blood pressure and the minimum blood pressure are calculated based on the calculated blood pressure value, the level of the second arterial volume signal at the time when the occlusion end point is detected, and the pulse pressure value indicating the pulse pressure of the measurement subject. presume.
好ましくは、調整制御手段は、所定の圧力値から少なくとも閉塞端点が検出されるまでの間を、1心拍以内に変化させる。 Preferably, the adjustment control means changes within one heartbeat from a predetermined pressure value until at least an occlusion end point is detected.
好ましくは、脈圧値は、所定の値である。
好ましくは、所定の値は、脈圧の最大レベルである。
Preferably, the pulse pressure value is a predetermined value.
Preferably, the predetermined value is the maximum level of pulse pressure.
好ましくは、調整制御手段は、1心拍以内のカフ圧の調整を2回実行し、算出手段は、2心拍分の血圧値を算出し、2心拍分の血圧値より脈圧値を推定する。 Preferably, the adjustment control means executes adjustment of the cuff pressure within one heartbeat twice, and the calculation means calculates blood pressure values for two heartbeats, and estimates the pulse pressure values from the blood pressure values for two heartbeats.
本発明によると、制御目標値を検出する際のカフ圧の制御範囲が瞬時に決定されるため、制御目標値の検出に要する時間を短縮することができる。また、制御目標値の検出は、従来と同様にカフ圧を徐々に変化させる過程で実行されるため、制御目標値の検出精度を高く保つことができる。 According to the present invention, since the control range of the cuff pressure at the time of detecting the control target value is determined instantaneously, the time required for detecting the control target value can be shortened. Further, since the detection of the control target value is executed in the process of gradually changing the cuff pressure as in the conventional case, the detection accuracy of the control target value can be kept high.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
本発明の実施の形態における血圧情報測定装置は、容積補償法に基づいて血圧情報を測定する。本実施の形態において、「血圧情報」とは、循環器系の特徴を示す情報であり、少なくとも脈波を含み、脈波に加え、脈波より算出可能な指標、たとえば、最高血圧、最低血圧、平均血圧、脈拍数、AI(Augmentation Index)値等をさらに含む。 The blood pressure information measurement device according to the embodiment of the present invention measures blood pressure information based on a volume compensation method. In the present embodiment, “blood pressure information” is information indicating the characteristics of the circulatory system, and includes at least a pulse wave. In addition to the pulse wave, an index that can be calculated from the pulse wave, for example, a maximum blood pressure, a minimum blood pressure , Mean blood pressure, pulse rate, AI (Augmentation Index) value, and the like.
上記血圧情報の一つである脈波には、捉える対象の違いから圧脈波と容積脈波が存在する。圧脈波は、心臓の拍動に伴う血管内容積の変動をカフの容積変化に変換することで、脈波をカフの容積変化に伴うカフ圧の変動として捉えたものであり、圧力センサからの出力に基づいて得ることができる。容積脈波は、脈波を心臓の拍動に伴う血管内容積の変動として捉えたものであり、動脈容積センサからの出力に基づいて得ることができる。なお、血管内容積の変動は、血管内の血液組織量変動として捉えることが可能である。 The pulse wave, which is one of the blood pressure information, includes a pressure pulse wave and a volume pulse wave due to the difference in the target to be captured. The pressure pulse wave is obtained by converting the fluctuation of the intravascular volume accompanying the heartbeat into the volume change of the cuff, and capturing the pulse wave as the fluctuation of the cuff pressure accompanying the volume change of the cuff. Can be obtained based on the output. The volume pulse wave is obtained by capturing the pulse wave as a change in the intravascular volume accompanying the pulsation of the heart, and can be obtained based on the output from the arterial volume sensor. It should be noted that the change in the intravascular volume can be regarded as a change in the amount of blood tissue in the blood vessel.
本明細書において使用する血圧情報測定装置という用語は、脈波を取得する機能を少なくとも有する装置全般を指すものであり、より特定的には、容積補償法に従うため、光学的な手法により血液組織量変動を検出して容積脈波を取得する装置を指すものである。その意味において、取得される容積脈波をそのまま測定結果として出力するものに限られず、取得された容積脈波に基づいて算出あるいは計測される上述のような特定の指標のみを測定結果として出力するものや、容積脈波および特定の指標の両方を測定結果として出力するものをも含む。 The term blood pressure information measuring device used in the present specification refers to all devices having at least a function of acquiring a pulse wave, and more specifically, blood tissue by an optical technique in order to follow the volume compensation method. It refers to a device that detects volume fluctuations and acquires volume pulse waves. In that sense, it is not limited to outputting the acquired volume pulse wave as it is as a measurement result, but only the specific index as described above calculated or measured based on the acquired volume pulse wave is output as the measurement result. And those that output both plethysmograms and specific indices as measurement results.
従来の代表的な容積補償法式の血圧情報測定装置においては、特許第1547959号公報(特許文献1)に記載されたような方式でV0(制御目標値)を検出する。具体的には、最低血圧より十分低い圧力から最高血圧より十分高い圧力まで、カフを徐々に加圧する(加圧速度:3〜5mmHg/sec)。その期間内で、動脈容積変化信号(容積脈波の交流成分)の最大値を検出し、そのときの動脈容積信号(容積脈波の直流成分)をV0とする。これは、カフ圧が被験者の動脈内圧(血圧)と一致したときに、動脈壁が無負荷状態(外圧と動脈内圧とが平衡した状態)となり、動脈の容積変化が最も大きくなるという性質を利用した方法である。 In a conventional typical volume compensation method type blood pressure information measuring apparatus, V0 (control target value) is detected by a method as described in Japanese Patent No. 1547959 (Patent Document 1). Specifically, the cuff is gradually pressurized from a pressure sufficiently lower than the minimum blood pressure to a pressure sufficiently higher than the maximum blood pressure (pressurization speed: 3 to 5 mmHg / sec). Within that period, the maximum value of the arterial volume change signal (AC component of volume pulse wave) is detected, and the arterial volume signal (DC component of volume pulse wave) at that time is set to V0. This utilizes the property that when the cuff pressure matches the subject's intra-arterial pressure (blood pressure), the arterial wall becomes unloaded (external pressure and intra-arterial pressure are balanced), and the arterial volume change is greatest. It is the method.
一般的に、被験者の血圧値は事前にはわからないため、V0検出のためにカフを加圧する圧力範囲は、例えば40mmHgから280mmHgなど、幅広い被験者に適用可能である必要がある。そのため、V0検出まで約1分程度の時間を要する(例えば240mmHgを4mmHg/secで加圧した場合、60秒必要)。予め血圧値(最高血圧および最低血圧)がわかっていれば、カフを加圧する圧力範囲を限定できるため、V0検出に要する時間を短縮できる。 In general, since the blood pressure value of the subject is not known in advance, the pressure range for pressurizing the cuff for V0 detection needs to be applicable to a wide range of subjects such as 40 mmHg to 280 mmHg. For this reason, it takes about 1 minute to detect V0 (for example, 60 seconds is required when 240 mmHg is pressurized at 4 mmHg / sec). If the blood pressure values (maximum blood pressure and minimum blood pressure) are known in advance, the pressure range for pressurizing the cuff can be limited, so the time required for V0 detection can be shortened.
そこで、V0検出制御の前に、被測定者の最高血圧および最低血圧を推定することが考えられる。従来のオシロメトリック法を利用した場合、血圧測定に最低でも30秒程度必要であるため、全体の時間短縮にはつながらない。これに対し、測定時間を短縮する方法として、上述のように、動脈を圧迫するカフ圧を急速に加減圧し、動脈圧=カフ圧となった瞬間を示す脈波上の特徴点(動脈の閉塞開始/終了点)を検出し、その時点のカフ圧を血圧値として測定する方法がある(米国特許第6802816号(特許文献3))。 Therefore, it is conceivable to estimate the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure of the measurement subject before the V0 detection control. When the conventional oscillometric method is used, the blood pressure measurement requires at least about 30 seconds, so that the overall time cannot be reduced. On the other hand, as a method for shortening the measurement time, as described above, the cuff pressure that compresses the artery is rapidly increased and decreased, and the feature point on the pulse wave (arterial pressure) indicating the moment when the arterial pressure = cuff pressure is reached. There is a method in which the cuff pressure at that time is measured as a blood pressure value (US Pat. No. 6,802,816 (Patent Document 3)).
その原理は次の通りである。カフによって圧迫された動脈は、外圧すなわちカフ圧と血圧との大小関係に依存して容積変化を起こす。血圧は1心拍周期内で最高血圧と最低血圧の間で変化しているため、動脈の容積もそれに応じて変化する。 The principle is as follows. The artery compressed by the cuff undergoes a volume change depending on the magnitude of the external pressure, that is, the cuff pressure and the blood pressure. Since the blood pressure changes between the highest blood pressure and the lowest blood pressure within one heart cycle, the arterial volume changes accordingly.
図1は、瞬時にカフ圧を加圧した場合における動脈容積信号の特性と最高血圧との関係を示す図である。図1(A)には、拍動に伴なう容積変化を示した容積脈波(基準脈波)が時間軸に沿って示されている。図1(B)には、カフ圧の変化と仮想的な動脈内圧との関係が、図1(A)と同一の時間軸に沿って示されている。図1(C)には、図1(A)と同一の時間軸に沿って、カフ圧の変化に伴なう動脈容積信号の変化(計測用脈波)の典型例が示されている。 FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the arterial volume signal characteristic and the systolic blood pressure when the cuff pressure is instantaneously increased. In FIG. 1A, a volume pulse wave (reference pulse wave) indicating a volume change accompanying pulsation is shown along the time axis. In FIG. 1B, the relationship between the change in cuff pressure and the virtual intra-arterial pressure is shown along the same time axis as in FIG. FIG. 1C shows a typical example of a change in arterial volume signal (measurement pulse wave) accompanying a change in cuff pressure along the same time axis as in FIG.
図1(B)に示すとおり、カフ圧が動脈内圧より大きいと、動脈がカフ圧によって一時的に押しつぶされる。そうすると、図1(C)に示されるように、検出される動脈容積の波形も平坦になる。この区間を動脈の「閉塞区間」と呼ぶ。 As shown in FIG. 1B, when the cuff pressure is larger than the intra-arterial pressure, the artery is temporarily crushed by the cuff pressure. Then, as shown in FIG. 1C, the waveform of the detected arterial volume becomes flat. This section is referred to as the “occlusion section” of the artery.
図1(B),(C)を参照して、カフ圧を最高血圧(SYS)より高い値から減圧した時の閉塞終了点Ps(反対にカフ圧を最低血圧より低い値から加圧した時は「閉塞開始点」と呼ぶ。)は、カフ圧が1心拍内のある時点の血圧と一致する瞬間である。したがって、その特徴点Psを検出することで、その時点での血圧値BPxを測定することができる。以下、このようにして測定された血圧値を「瞬時血圧値」ともいう。 Referring to FIGS. 1B and 1C, the occlusion end point Ps when the cuff pressure is reduced from a value higher than the maximum blood pressure (SYS) (in contrast, when the cuff pressure is increased from a value lower than the minimum blood pressure). Is called the “occlusion start point”) is the moment when the cuff pressure coincides with the blood pressure at a certain time within one heartbeat. Therefore, by detecting the feature point Ps, the blood pressure value BPx at that time can be measured. Hereinafter, the blood pressure value thus measured is also referred to as “instantaneous blood pressure value”.
また、図1(A)に示すような、基準脈波としてカフ(空気袋)の上流側で検出した動脈容積信号を同時に記録することで、閉塞終了点Psにおける血圧値と動脈容積の関係を求めることができるとともに、閉塞終了点Psが1心拍周期中のどの時点で発生したか(すなわち、得られた瞬時血圧値BPxが1心拍周期中のどの時点の血圧値か)を測ることができる。したがって、閉塞終了点Psが最高血圧の時点Pbで発生するようにカフ圧を適切に制御すれば、最高血圧が測定できる。 Further, by simultaneously recording an arterial volume signal detected on the upstream side of the cuff (air bag) as a reference pulse wave as shown in FIG. 1 (A), the relationship between the blood pressure value and the arterial volume at the occlusion end point Ps can be obtained. It is possible to determine the point at which the end point Ps of the occlusion occurs at one point in one heart cycle (that is, the point in time at which the obtained instantaneous blood pressure value BPx is in one heart cycle). . Accordingly, the systolic blood pressure can be measured by appropriately controlling the cuff pressure so that the closing end point Ps is generated at the systolic blood pressure Pb.
同様に、閉塞終了点Psが最低血圧(DIA)の時点Paで発生するようにカフ圧を適切に制御すれば、最低血圧も測定できる。瞬時にカフ圧を加圧した場合における動脈容積信号の特性と最低血圧との関係を図2に示す。図2(A)〜(C)は、それぞれ、図1(A)〜(C)と同様であるものとする。 Similarly, the minimum blood pressure can also be measured if the cuff pressure is appropriately controlled so that the occlusion end point Ps occurs at the time point Pa of the minimum blood pressure (DIA). FIG. 2 shows the relationship between the arterial volume signal characteristic and the minimum blood pressure when the cuff pressure is instantaneously increased. 2A to 2C are the same as FIGS. 1A to 1C, respectively.
しかし、血圧値や脈拍間隔は常に変動しているため、ちょうど最高血圧や最低血圧の時点Pa,Pbで血圧と一致するようにカフ圧を制御するのは非常に困難である。そのため、このような技術を用いても、カフ圧の加減圧のタイミング調整に時間がかかるため、測定時間が長くなる。 However, since the blood pressure value and the pulse interval constantly fluctuate, it is very difficult to control the cuff pressure so as to coincide with the blood pressure at the time points Pa and Pb of the maximum blood pressure and the minimum blood pressure. For this reason, even when such a technique is used, it takes time to adjust the cuff pressure increasing / decreasing timing, and therefore the measurement time becomes long.
そこで、本発明においては、加減圧のタイミングを調整するなどして最高血圧と最低血圧を測定するのではなく、得られた瞬時血圧値と閉塞終了点の情報を利用して、V0検出に使用するカフ圧の制御範囲(圧力範囲)を決定する。 Therefore, in the present invention, instead of measuring the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure by adjusting the timing of pressure increase / decrease, the obtained instantaneous blood pressure value and the information on the end point of occlusion are used to detect V0. Determine the cuff pressure control range (pressure range).
以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書において、閉塞開始点および閉塞終了点を総称して「閉塞端点」ともいう。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In this specification, the closure start point and the closure end point are also collectively referred to as a “closure end point”.
<外観および構成について>
(外観について)
図3は、本発明の実施の形態に係る血圧情報測定装置1の外観斜視図である。血圧情報測定装置1の外観は、一般的な血圧計と同様である。
<Appearance and configuration>
(About appearance)
FIG. 3 is an external perspective view of the blood pressure
図3を参照して、血圧情報測定装置1は、本体部10と、被測定者の手首に巻き付け可能なカフ20とを備える。本体部10はカフ20に取り付けられている。本体部10の表面には、たとえば液晶等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操作部41とが配置されている。操作部41は、複数のスイッチを含む。
With reference to FIG. 3, the blood pressure
なお、本実施の形態において、カフ20は、被測定者の手首に装着されるものとして説明する。しかしながら、カフ20が装着される部位(測定部位)は、手首に限定されるものではなく、たとえば、上腕であってもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態における血圧情報測定装置1は、図3に示されるように、本体部10がカフ20に取り付けられた形態を例に説明する。しかしながら、上腕式の血圧情報測定装置で採用されているような、本体部10とカフ20とがエアチューブ(図5においてエアチューブ31)によって接続される形態のものであってもよい。
Moreover, the blood pressure
(ハードウェア構成について)
図4は、本発明の実施の形態に係る血圧情報測定装置1のハードウェア構成を表わすブロック図である。
(About hardware configuration)
FIG. 4 is a block diagram showing a hardware configuration of blood pressure
図4を参照して、血圧情報測定装置1のカフ20は、空気袋21と、2つの動脈容積センサ70A,70Bとを含む。動脈容積センサ70Aは、カフ20の圧迫に伴なう動脈容積の変化を検出するために設けられ、発光素子71Aと受光素子72Aとを有する。動脈容積センサ70Bは、カフ20の圧迫の影響を受けることなく動脈の拍動に伴なう動脈容積の変化を検出するために設けられ、発光素子71Bと受光素子72Bとを有する。
Referring to FIG. 4, the
各発光素子71A,71Bは、動脈に対して光を照射し、各受光素子72A,72Bは、それぞれ、発光素子71A,71Bによって照射された光の動脈の透過光または反射光を受光する。
Each
図5は、動脈容積センサ70Aおよび動脈容積センサ70Bの配置例を示す図である。図5を参照して、動脈容積センサ70Aを構成する発光素子71Aおよび受光素子72Aは、たとえば、空気袋21の内側に所定の間隔に配置される。動脈容積センサ70Bを構成する発光素子71Bおよび受光素子72Bは、カフ20の上流側、すなわち、測定部位の表面のうち、カフ20により圧迫される部分の外側かつ心臓に近い部分に配置されればよい。本実施の形態では、動脈容積センサ70Bの少なくとも一部が、カフ20に所定の間隔で接着されているものとするが、このような形態に限らず、動脈容積センサ70Bは、カフ20と別に設けられ、ユーザにより配置されてもよい。
FIG. 5 is a diagram illustrating an arrangement example of the
なお、動脈容積センサ70は、動脈の容積が検出できるものであればよく、インピーダンスセンサ(インピーダンスプレスチモグラフ)により動脈の容積を検出するものであってもよい。その場合、各発光素子71A,Bおよび各受光素子72A,Bに代えて、動脈を含む部位のインピーダンスを検出するための複数の電極(電流印加用の電極対、および、電圧検知用の電極対)が含まれる。
The arterial volume sensor 70 may be any sensor that can detect the volume of the artery, and may detect the volume of the artery using an impedance sensor (impedance plethysmograph). In that case, instead of each light emitting
空気袋21は、エアチューブ31を介して、エア系30に接続される。
本体部10は、上述の表示部40および操作部41に加え、エア系30と、各部を集中的に制御し、各種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プログラムや各種データを記憶するためのメモリ部42と、測定された血圧情報を記憶するための不揮発性メモリ(たとえばフラッシュメモリ)43と、CPU100に電力を供給するための電源44と、計時動作を行なう計時部45と、着脱可能な記録媒体132からプログラムやデータの読み出しおよび書き込みをするためのインターフェイス部46とを含む。
The
In addition to the
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、フラッシュメモリ43に記録された血圧などの情報を読み出す指示を受付けるためのメモリスイッチ41Dとを有する。
The
エア系30は、空気袋21内の圧力(カフ圧)を検出するための圧力センサ32と、カフ圧を加圧するために、空気袋21に空気を供給するためのポンプ51と、空気袋21の空気を排出しまたは封入するために開閉される弁52とを含む。
The
本体部10は、発光素子駆動回路73A,73Bと、動脈容積検出回路74A,74Bと、上記エア系30に関連して、発振回路33と、ポンプ駆動回路53と、弁駆動回路54とをさらに含む。
The
発光素子駆動回路73Aは、CPU100からの指令信号に応じて発光素子71Aを所定のタイミングで発光させる。同様に、発光素子駆動回路73Bは、CPU100からの指令信号に応じて発光素子71Bを所定のタイミングで発光させる。
The light emitting
動脈容積検出回路74Aは、受光素子72Aからの出力を電圧値に変換することで動脈容積を検知する。同様に、動脈容積検出回路74Bは、受光素子72Bからの出力を電圧値に変換することで動脈容積を検知する。
The arterial
なお、本実施の形態では、2つの発光素子71A,71Bに対して、それぞれ2つの発光素子駆動回路73A,73Bを設けたが、1つの発光素子駆動回路で各発行素子71A,71Bを駆動させることとしてもよい。同様に、2つの受光素子72A,72Bからの信号を1つの動脈容積検出回路が受け付けて、それぞれを区別してCPU100に出力してもよい。
In the present embodiment, two light emitting
圧力センサ32は、静電容量形の圧力センサであり、カフ圧により容量値が変化する。発振回路33は、圧力センサ32の容量値に応じた発振周波数の信号をCPU100に出力する。CPU100は、発振回路33から得られる信号を圧力に変換し圧力を検知する。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。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。
The
ポンプ51、弁52、ポンプ駆動回路53および弁駆動回路54は、カフ20内の圧力を加圧および減圧により調整するための調整機構50を構成する。なお、調整機構50を構成する装置は、上記に限定されない。たとえば、調整機構50は、上記に加えて、エアシリンダと、エアシリンダを駆動するためのアクチュエータとを含んでいてもよい。
The
また、カフ20には空気袋21が含まれることとしたが、カフ20に供給される流体は空気に限定されるものではなく、たとえば液体やゲルであってもよい。あるいは、流体に限定されるものではなく、マイクロビーズなどの均一な微粒子であってもよい。
In addition, although the
(機能構成について)
図6は、本発明の実施の形態に係る血圧情報測定装置1の機能構成を示す機能ブロック図である。
(About functional configuration)
FIG. 6 is a functional block diagram showing a functional configuration of the blood pressure
図6を参照して、CPU100は、カフ圧取得部102と、範囲決定処理部103と、検出処理部104と、サーボ制御部106と、血圧決定部108とを含む。なお、図6には、説明の簡単のために、これらの機能ブロックとの間で直接的に信号やデータが授受される周辺のハードウェアのみ示されている。
Referring to FIG. 6,
カフ圧取得部102は、発振回路33からの信号に基づいてカフ圧を取得する。より具体的には、発振回路33により検出された発振周波数の信号を圧力に変換することにより、カフ圧を取得する。取得したカフ圧は、範囲決定処理部103、検出処理部104、サーボ制御部106および血圧決定部108に出力される。
The cuff
範囲決定処理部103は、被測定者の最高血圧および最低血圧を推定することにより、後述の検出処理部104でのカフ圧の制御範囲を決定する。範囲決定処理部103は、調整制御部112と算出部114とを含む。
The range
調整制御部112は、調整機構50のポンプ駆動回路53および弁駆動回路54を制御することで、カフ圧を瞬時に変化させる。具体的には、調整制御部112は、所定の圧力値から少なくとも閉塞端点が検出されるまでの間を1心拍以内に変化させる。なお、「カフ圧を変化させる」とは、カフ圧を加圧すること、および、カフ圧を減圧することのいずれかであり、本実施の形態では、前者であるものとする。加圧の速度は、上記区間を被測定者の1心拍以内に加圧できるような速度であればよく、所定の速度であってよい。
The
算出部114は、調整制御部112による制御期間を表わす瞬時変化期間に、カフ圧取得部102から得られるカフ圧と、動脈容積検出回路74Aから得られる動脈容積信号(「計測用脈波」という)と、動脈容積検出回路74Bから得られる動脈容積信号(以下「基準脈波」という)とを入力する。そして、入力したこれらの情報に基づいて、被測定者の最高血圧および最低血圧を推定し、推定された最高血圧および最低血圧それぞれを制御範囲の上限値および下限値として算出する。
The
本実施の形態において、算出部114は、基準脈波とカフ圧とに基づいて、動脈の閉塞端点(加圧の場合、閉塞開始点)を示す、計測用脈波の特徴点を検出することにより、瞬時変化期間における血圧値(瞬時血圧値)を算出する。そして、算出された瞬時血圧値と、閉塞端点が検出された時点における基準脈波のレベルと、被測定者の脈圧を表わす脈圧値とに基づいて、最高血圧および最低血圧を推定する。
In the present embodiment, the
検出処理部104は、範囲決定処理部103により決定された下限値から上限値までカフ20を加圧し、その過程において、動脈容積検出回路74Aから動脈容積信号(計測用脈波)を取得する。また、動脈容積信号の1拍ごとの変化(振幅)を表わす動脈容積変化信号(動脈容積信号の交流成分)を検出する。動脈容積変化信号は、たとえば、動脈容積信号をフィルタ処理することにより得ることができる。
The
このように、計測用脈波は、閉塞端点を示す特徴点を検出するために用いられ、基準脈波は、閉塞端点が1心拍周期中のどの時点で発生したかを検出するために用いられる。 As described above, the measurement pulse wave is used to detect a feature point indicating the occlusion end point, and the reference pulse wave is used to detect at which point in the heartbeat cycle the occlusion end point is generated. .
検出処理部104によるV0およびPC0の決定方法については上述の特許第1547959号公報(特許文献1)と同様であってよい。本実施の形態では、たとえば、動脈容積変化信号の最大値が検出された時点の動脈容積信号の値(好ましくは、1拍分の平均値)をV0と決定し、その時点のカフ圧をPC0として決定する。
A method for determining V0 and PC0 by the
サーボ制御部106は、調整機構50と接続され、動脈容積検出回路74Aから得られる動脈容積信号の値(動脈容積値)がV0と一致するようにサーボ制御を行なう。つまり、動脈容積変化信号の値がほぼゼロになるように、カフ20内の圧力をフィードバック制御する。この制御を動脈容積一定制御と呼ぶ。
The
血圧決定部108は、サーボ制御の期間中、血圧を連続的に決定(測定)する。具体的には、動脈容積検出回路74Aから動脈容積信号およびカフ圧取得部102からのカフ圧信号を時系列に取得し、動脈容積値とV0との差が所定の閾値以下である時点のカフ圧を血圧として決定する。
The blood
なお、一連の血圧測定期間中、CPU100は、発光素子駆動回路73Aに指令信号を送信することにより、一定の間隔で発光素子71Aを発光させているものとする。また、CPU100は、少なくとも、範囲決定処理部103による処理期間中、発光素子駆動回路73Bに指令信号を送信することにより、一定の間隔で発光素子71Bを発光させているものとする。
Note that, during a series of blood pressure measurement periods, the
また、CPU100に含まれる各機能ブロックの動作は、メモリ部42中に格納されたソフトウェアを実行することで実現されてもよいし、これらの機能ブロックのうち少なくとも1つについては、ハードウェアで実現されてもよい。
The operation of each functional block included in the
<動作について>
図7は、本発明の実施の形態における血圧測定処理を示すフローチャートである。図7のフローチャートに示す処理は、予めプログラムとしてメモリ部42に格納されており、CPU100がこのプログラムを読み出して実行することにより、血圧測定処理の機能が実現される。
<About operation>
FIG. 7 is a flowchart showing blood pressure measurement processing in the embodiment of the present invention. The processing shown in the flowchart of FIG. 7 is stored in advance in the
図7を参照して、CPU100は、電源スイッチ41Aが押下されたか否かを判断する(ステップS2)。電源スイッチ41Aが押下されたと判断した場合(ステップS2においてYES)、ステップS4に進む。
Referring to FIG. 7,
ステップS4において、CPU100は、初期化処理を行なう。具体的には、メモリ部42のたとえば所定の領域を初期化し、空気袋21の空気を排気し、圧力センサ32の0mmHg補正を行なう。
In step S4, the
初期化が終わると、CPU100は、測定スイッチ41Bが押下されたか否かを判断する(ステップS6)。測定スイッチ41Bが押下されるまで待機する。測定スイッチ41Bが押下されたと判断すると(ステップS6においてYES)、ステップS7に進む。
When the initialization is completed, the
ステップS7において、範囲決定処理部103は、制御範囲決定処理を実行する。制御範囲決定処理については、図8のフローチャートおよび図9を用いて後述する。
In step S <b> 7, the range
制御範囲が決定されると、検出処理部104は、制御目標値検出処理を実行する。すなわち、V0およびPC0が決定される。制御目標値検出処理については、図10のフローチャートを用いて後述する。
When the control range is determined, the
V0およびPC0が決定されると、サーボ制御部106は、カフ圧をPC0に設定する(ステップS10)。これにより、動脈容積信号とV0とが一致するようにカフ圧が調整される。
When V0 and PC0 are determined, the
次に、サーボ制御部106は、動脈容積信号がV0と一致するように、動脈容積一定制御を実行する(ステップS12)。つまり、調整機構50を制御することにより、動脈容積変化信号の値がほぼゼロになるように、カフ圧をフィードバック制御する。動脈容積変化信号は、たとえば、動脈容積信号をフィルタ処理することで得ることができる。
Next, the
このような動脈容積一定制御に並行して、血圧決定部108は、動脈容積(動脈容積信号が示す値)とV0との差は所定の閾値以下であるか否かを判断する(ステップS14)。つまり、容積変化信号の値がゼロに近いか(所定の閾値以下であるか)否かが判断される。
In parallel with the constant arterial volume control, the blood
動脈容積とV0との差が閾値以下であると判断した場合(ステップS14においてYES)、血圧決定部108は、そのときのカフ圧を血圧として決定し、フラッシュメモリ43に格納する(ステップS16)。ステップS16の処理が終わると、ステップS18に進む。
When it is determined that the difference between the arterial volume and V0 is equal to or less than the threshold value (YES in step S14), the blood
一方、動脈容積とV0との差が所定の閾値を超えると判断した場合(ステップS14においてNO)、ステップS18に進む。つまり、動脈容積とV0とがほぼ一致しているといえない場合には、そのときのカフ圧は血圧値として決定されない。 On the other hand, when it is determined that the difference between the arterial volume and V0 exceeds a predetermined threshold (NO in step S14), the process proceeds to step S18. That is, when it cannot be said that the arterial volume and V0 are substantially equal, the cuff pressure at that time is not determined as the blood pressure value.
ステップS18において、サーボ制御部106は、停止スイッチ41Cが押下されたか否かを判断する。停止スイッチ41Cが押下されていないと判断した場合(ステップS18においてNO)、ステップS12に戻る。停止スイッチ41Cが押下されたと判断した場合(ステップS18においてYES)、一連の血圧測定処理は終了される。なお、本実施の形態では、停止スイッチ41Cの押下が検知された場合に、血圧測定処理を終了することとしたが、動脈容積一定制御が開始されてから所定時間経過した場合に、終了することとしてもよい。
In step S18, the
以下に、制御範囲決定処理および制御目標値検出処理について詳細に説明する。
(制御範囲決定処理について)
図8および図9を用いて当該処理について説明する。
Hereinafter, the control range determination process and the control target value detection process will be described in detail.
(About control range determination processing)
The process will be described with reference to FIGS.
図8は、本発明の実施の形態における制御範囲決定処理を示すフローチャートである。図9は、基準脈波の各特徴点における容積レベルを示す図である。 FIG. 8 is a flowchart showing a control range determination process in the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing the volume level at each feature point of the reference pulse wave.
図8を参照して、まず、範囲決定処理部103の調整制御部112は、カフ圧を初期カフ圧値に設定する(ステップST21)。急速加圧により瞬時血圧を測定する場合、初期カフ圧は被測定者の最低血圧より十分低い圧力であり、例えば0mmHgとすればよい。
Referring to FIG. 8, first,
次に、範囲決定処理部103は、基準脈波から、脈の立上りの検出処理を実行する(ステップST22)。脈の立ち上り点(図9の点Pa11)は、様々な方法で検出できるが、一般には、脈波信号にハイパスフィルタや微分処理を施すことにより、立上りを強調した信号の振幅を抽出する。そして抽出された振幅値が所定の閾値を上回る点が立ち上り点として検出できる。
Next, the range
ステップST22の処理は、脈の立ち上りが検出されるまで実行される(ステップST23においてNO)。 The process of step ST22 is executed until the rising edge of the pulse is detected (NO in step ST23).
範囲決定処理部103は、脈の立上りを検出したと判断すると(ステップST23においてYES)、加圧を開始する(ステップST24)。加圧の速度は脈波の立ち上がり速度とほぼ同等になるよう、予め設定した値とする。例えば、脈圧(最高血圧と最低血圧の差)が50mmHgで脈の立上り時間が0.1秒の標準的な場合を想定する。その場合、加圧速度を500mmHg/sとればよい。なお、加圧速度は、このような値に限定されず、一般的な成人の脈圧と心拍数を考慮した速度、たとえば、300〜800mmHg/sの間に設定することが好ましい。
When range
カフの加圧は、閉塞開始点(図1,2における点Psと同じ)が検出済みと判断されるまで(ステップST30)、継続される。 The cuff pressurization is continued until it is determined that the closing start point (same as the point Ps in FIGS. 1 and 2) has been detected (step ST30).
カフの加圧処理に続いて、範囲決定処理部103の算出部114は、基準脈波の1心拍内の最大値と最小値を検出する。算出部114は、現在の基準脈波が最大値であるかを判断し、最大値と判断された場合に(ステップST25においてYES)、その値をメモリ部42に格納(更新)する(ステップST26)。同様に、現在の基準脈波が最小値であるかを判断し、最小値と判断された場合に(ステップST27においてYES)、その値をメモリ部42に格納(更新)する(ステップST28)。
Subsequent to the cuff pressurizing process, the
続いて、算出部114は、計測用脈波から閉塞開始点を検出する(ステップST29)。閉塞開始点は様々な方法で検出できるが、例えば前述した基準脈波からの脈の立上り検出と同等の方法で計測用脈波の立上りを検出すればよい。閉塞開始点を検出したと判断されたら(ステップST30においてYES)、その時のカフ圧を瞬時血圧値(「BP_inst」と表わす)として検出し、同時にその時点(図9の時刻tPs)の基準脈波のレベル(「Lp_inst」と表わす)を検出する(ステップST31)。検出されたこれらの値はメモリ部42に格納される。
Subsequently, the
閉塞開始点検出後は制御目標値検出処理に移行するまで、カフ圧を閉塞開始点検出時の値(すなわち瞬時血圧値(Bp_inst))に等しい値に維持する(ステップST32)。これにより、制御目標値検出処理に移行後のカフ圧の調整時間を短縮することができる。 After the occlusion start point is detected, the cuff pressure is maintained at a value equal to the value at the time of the occlusion start point detection (that is, the instantaneous blood pressure value (Bp_inst)) until the process proceeds to the control target value detection process (step ST32). Thereby, the adjustment time of the cuff pressure after shifting to the control target value detection process can be shortened.
カフの加圧を開始して以降、基準脈波から次の立上り(図9の点Pa12)を検出したと判断された場合に(ステップST33においてNO)、メモリ部42に格納されている基準脈波の最大値を最高血圧時の脈波レベル(「Lp_sys」と表わす)として確定し、同様に基準脈波の最小値を最低血圧時の脈波レベル(「Lp_dia」と表わす)として確定する(ステップST34)。
When it is determined that the next rising edge (point Pa12 in FIG. 9) has been detected from the reference pulse wave after starting cuff pressurization (NO in step ST33), the reference pulse stored in the
その後、下記の式(1),(2)により、カフ圧制御最大値(「Pc_max」と表わす)と、カフ圧制御最小値(「Pc_min」と表わす)を算出する(ステップST35)。これらの値Pc_max、Pc_minは、制御目標値検出処理におけるカフ圧の制御範囲の上限値と下限値である。 Thereafter, the maximum cuff pressure control value (represented as “Pc_max”) and the minimum cuff pressure control value (represented as “Pc_min”) are calculated by the following equations (1) and (2) (step ST35). These values Pc_max and Pc_min are the upper limit value and the lower limit value of the cuff pressure control range in the control target value detection process.
上記式(1)において、“PP”は脈圧値を表す。実際の被験者の脈圧は瞬時血圧1点からはわからないため、本実施の形態では脈圧値PPは、所定値であることとする。 In the above formula (1), “PP” represents a pulse pressure value. Since the actual pulse pressure of the subject cannot be determined from one point of instantaneous blood pressure, the pulse pressure value PP is assumed to be a predetermined value in the present embodiment.
つまり、本実施の形態では、基準脈波の振幅値ΔVに対する、基準脈波の最大値と瞬時血圧が検出された時点の値との差(Δv)の比率を、脈圧値PPに乗算した値を、瞬時血圧値に加算することにより、被測定者の最高血圧を推定する。そして、この推定された最高血圧を、制御範囲の上限値として決定する。 That is, in the present embodiment, the pulse pressure value PP is multiplied by the ratio of the difference (Δv) between the maximum value of the reference pulse wave and the value at the time when the instantaneous blood pressure is detected to the amplitude value ΔV of the reference pulse wave. The maximum blood pressure of the measurement subject is estimated by adding the value to the instantaneous blood pressure value. Then, the estimated systolic blood pressure is determined as the upper limit value of the control range.
したがって、脈圧値PPの値は、想定される脈圧の最大値とすることが好ましく、ここでは、多数のサンプルにおける脈圧の最大値である150mmHgを利用する。その結果、式(1)より、制御範囲の最大値Pc_maxは、被験者の脈圧を150mmHgと仮定したときの最高血圧となる。また、制御範囲の最小値Pc_minは、被験者の脈圧を150mmHgと仮定したときの最低血圧となる。ただし、最大値Pc_maxの上限を300mmHgとし、この値を超える場合は、最大値Pc_maxを300mmHgとすることが好ましい。同様に、最小値Pc_minの下限を40mmHgとし、この値を下回る場合はPc_minを40mmHgとすることが好ましい。 Therefore, the value of the pulse pressure value PP is preferably the maximum value of the assumed pulse pressure. Here, 150 mmHg which is the maximum value of the pulse pressure in many samples is used. As a result, from Equation (1), the maximum value Pc_max of the control range is the maximum blood pressure when the pulse pressure of the subject is assumed to be 150 mmHg. The minimum value Pc_min of the control range is the minimum blood pressure when the subject's pulse pressure is assumed to be 150 mmHg. However, the upper limit of the maximum value Pc_max is set to 300 mmHg, and when this value is exceeded, the maximum value Pc_max is preferably set to 300 mmHg. Similarly, the lower limit of the minimum value Pc_min is set to 40 mmHg, and when it is less than this value, Pc_min is preferably set to 40 mmHg.
このように、所定の脈圧値PPを想定される脈圧の最大値として定めることで、脈圧が大きい被測定者であっても、適切な制御範囲を定めることができる。 As described above, by determining the predetermined pulse pressure value PP as the maximum value of the assumed pulse pressure, an appropriate control range can be determined even for a measurement subject having a high pulse pressure.
なお、本実施の形態では、瞬時血圧値は、カフ20を急速に加圧して求めることとしたが、急速に減圧して求めてもよい。
In the present embodiment, the instantaneous blood pressure value is obtained by rapidly pressurizing the
(制御目標値検出処理について)
ここでは、カフ圧の減圧中に制御目標値を検出する場合について説明する。なお、加圧中に検出してもよい。
(About control target value detection processing)
Here, a case where the control target value is detected while the cuff pressure is being reduced will be described. It may be detected during pressurization.
図10は、本発明の実施の形態における制御目標値検出処理を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing a control target value detection process in the embodiment of the present invention.
図10を参照して、検出処理部104は、動脈容積変化信号(PGac)の最大値と、そのときの動脈容積信号(PGdc)およびカフ圧とを格納するメモリ部42内の領域を初期化する(ステップST41)。なお、以下の処理において動脈容積変化信号の最大値は随時更新されるものであるので、最終的に最大値として確定するまでの値を「容積変化仮最大値」というものとする。
Referring to FIG. 10,
次に、検出処理部104は、カフ圧を制御範囲の最大値Pc_maxに設定し(ステップST42)、カフ20の徐速での減圧を開始する(ステップST43)。
Next, the
カフ20を減圧する段階において、検出処理部104は、動脈容積検出回路74Aから入力する容積脈波信号に基づき、動脈容積信号と動脈容積変化信号を検出する(ステップST44)。
At the stage where the
検出処理部104は、動脈容積変化信号の値がメモリ部42に記憶された容積変化仮最大値以上であるか否かを判断する(ステップST45)。動脈容積変化信号の値が容積変化仮最大値以上であると判断された場合(ステップST45において「≧容積変化仮最大値」)、ステップST46に進む。一方、動脈容積変化信号が容積変化仮最大値未満であると判断された場合(ステップST45において「<容積変化仮最大値」)、ステップST47に進む。
The
ステップST46において、検出処理部104は、容積変化仮最大値を更新するとともに、その時点におけるカフ圧と動脈容積信号の値を上書き記録する。この処理が終わると、処理はステップST47に移される。
In step ST46, the
ステップST47において、検出処理部104は、検出するカフ圧が制御範囲の下限値Pc_minに達したか否かを判断する。カフ圧が下限値Pc_minに達していないと判断した場合(ステップST47において「>Pc_min」)、ステップST43に戻り、上記処理を繰返す。一方、カフ圧が下限値Pc_minに達したと判断した場合(ステップST47において「≦Pc_min」)、ステップST48に進む。
In step ST47, the
ステップST48において、検出処理部104は、ステップST46において最終的に記録された容積変化仮最大値を容積変化最大値として確定するとともに、容積変化最大値が検出された時点において検出された動脈容積信号の値を制御目標値V0として確定し、その時点において検出されたカフ圧を、制御初期カフ圧PC0として確定する。つまり、ステップST46において記録されている動脈容積値およびカフ圧を、それぞれ、V0およびPC0として決定する。
In step ST48, the
以上で、制御目標値検出処理は終了される。
図11は、本発明の実施の形態における、制御範囲の決定からV0決定までのカフ圧制御の様子を示すグラフである。図11には、カフ圧、および、被測定者の仮想的な血圧が時間軸に沿って示されている。測定が開始されると、1心拍内に0mmHgから閉塞開始点が検出されるまで瞬時にカフ圧が上昇制御される(カフ圧=Bp_inst)。そして、制御範囲が決定されると、カフ圧が制御範囲の上限値Pc_maxにセットされ、下限値Pc_minまで徐々に減圧される。図中、制御範囲の決定に要する時間が時間TAで示され、V0検出に要する時間が時間TBで示されている。本実施の形態によると、時間TAは、0.4〜0.6秒程度である。このように、瞬時に制御範囲を決定することができるため、制御範囲を従来よりも狭くすることができる。その結果、V0の検出精度を維持したまま、血圧の連続測定を開始するまでにかかる時間(TA+TB)を従来よりも短縮することができる。
The control target value detection process is thus completed.
FIG. 11 is a graph showing the state of cuff pressure control from the determination of the control range to the determination of V0 in the embodiment of the present invention. In FIG. 11, the cuff pressure and the virtual blood pressure of the measurement subject are shown along the time axis. When the measurement is started, the cuff pressure is instantly controlled to increase until the occlusion start point is detected from 0 mmHg within one heartbeat (cuff pressure = Bp_inst). When the control range is determined, the cuff pressure is set to the upper limit value Pc_max of the control range and gradually reduced to the lower limit value Pc_min. In the figure, the time required to determine the control range is indicated by time TA, and the time required for V0 detection is indicated by time TB. According to the present embodiment, the time TA is about 0.4 to 0.6 seconds. Thus, since the control range can be determined instantaneously, the control range can be made narrower than before. As a result, it is possible to shorten the time (TA + TB) required to start continuous blood pressure measurement while maintaining the V0 detection accuracy.
<データ構造について>
次に、以上の血圧測定処理によりフラッシュメモリ43に格納される各測定データのデータ構造について説明する。
<About data structure>
Next, the data structure of each measurement data stored in the
図12は、本発明の実施の形態における各測定データのデータ構造を示す図である。
図12(a)を参照して、フラッシュメモリ43に格納される測定データ80の各々は、一例として「ID情報」、「記録日時」、「血圧情報」の3つのフィールド81〜83を含む。各フィールドの内容について概略すると、「ID情報」フィールド81は、各測定データを特定するための識別番号などを格納し、「記録日時」フィールド82は、計時部45により計時された、各測定データの測定開始日時や測定期間などの情報を格納する。また、「血圧情報」フィールド83は、時系列の血圧データすなわち、脈波波形データを格納する。
FIG. 12 is a diagram showing a data structure of each measurement data in the embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 12A, each of
図12(b)は、測定データに含まれる血圧情報フィールド83のデータ構造を示す図である。図12(b)を参照して、血圧情報フィールド83は、「時間データ」を格納する領域831と、「血圧データ」を格納する領域832とを有している。
FIG. 12B is a diagram illustrating a data structure of the blood
領域831には、サンプリング周期に応じた複数の時間データ1,2,3,・・・,Nが格納される。領域832には、領域831の時間データそれぞれと対応付けて、血圧データBD(1),BD(2),・・・,BD(n)が格納される。領域832中、「−」で示された領域は、その時点における動脈容積の値と目標値との差が所定値を越えていて血圧として記録されなかったことを示している。
In a
なお、格納形態は、このような例に限定されず、時間(時刻)と血圧とが対応付けられて記憶されればよい。 In addition, a storage form is not limited to such an example, Time (time) and blood pressure should just be matched and memorize | stored.
このように、フラッシュメモリ43には、血圧情報が記憶される。この血圧情報は、最高血圧、最低血圧、平均血圧などの血圧値の他、脈拍数、AIなど、脈波から算出可能な指標をも含んでよい。
As described above, the blood pressure information is stored in the
<変形例>
続いて、制御範囲の上限値Pc_maxと下限値Pc_minを算出する別の実施例を本発明の実施の形態の変形例として説明する。
<Modification>
Subsequently, another example of calculating the upper limit value Pc_max and the lower limit value Pc_min of the control range will be described as a modification of the embodiment of the present invention.
前述の算出方法は被験者の脈圧(脈圧値PP)を150mmHgと仮定したため、脈圧が150より低い被験者にとっては不必要に高い上限値となる。この問題を解決するため、本変形例においては、カフ20の加圧を2回行うことにより瞬時血圧値を2点(BP_inst1とBP_inst2)検出し、同時にその時の基準脈波のレベル(Lp_inst1とLp_inst2)を検出する。そして、下記の式3により被験者の脈圧(脈圧値PP)を推定して、推定された脈圧値PPを上記式1と式2に代入することで、制御範囲の上限値Pc_maxと下限値Pc_minを算出する。
The above-described calculation method assumes that the subject's pulse pressure (pulse pressure value PP) is 150 mmHg, and therefore is an unnecessarily high upper limit for subjects whose pulse pressure is lower than 150. In order to solve this problem, in this modification, the
この処理によって、被験者の脈圧に応じたカフ圧の制御範囲の設定が可能になる。式3から被験者の脈圧が推定できる理由を図13を用いて説明する。図13は、動脈容積波形(基準脈波)と血圧波形との関係を示す図であり、図13(A)に動脈容積波形、図13(B)に血圧波形が示される。
By this processing, it is possible to set the cuff pressure control range according to the pulse pressure of the subject. The reason why the pulse pressure of the subject can be estimated from
図13に示されるように、血圧波形と動脈容積波形は相似関係にある。そのため、2点の瞬時血圧値の差(BP_inst1−BP_inst2)と、最高血圧と最低血圧との差(SYS−DIA、すなわち脈圧(PP))との比は、2点の閉塞開始点の脈波レベルの差(Lp_inst1−Lp_inst2)と最高血圧・最低血圧時点の脈波レベルの差(Lp_sys−Lp_dia)の差の比と等しいことを利用する。 As shown in FIG. 13, the blood pressure waveform and the arterial volume waveform are in a similar relationship. Therefore, the ratio of the difference between the instantaneous blood pressure values at two points (BP_inst1-BP_inst2) and the difference between the systolic blood pressure and the systolic blood pressure (SYS-DIA, ie, pulse pressure (PP)) is the pulse at the two occlusion start points. The fact that the difference between the wave level difference (Lp_inst1−Lp_inst2) and the difference in pulse wave level at the time of systolic blood pressure / minimum blood pressure (Lp_sys−Lp_dia) is used is used.
図14は、本発明の実施の形態の変形例における制御範囲決定処理を示すフローチャートである。なお、図8のフローチャートと同様の処理については同一のステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらについての説明は繰返さない。 FIG. 14 is a flowchart showing control range determination processing in a modification of the embodiment of the present invention. In addition, the same step number is attached | subjected about the process similar to the flowchart of FIG. Therefore, description thereof will not be repeated here.
図14を参照して、ステップST31において瞬時血圧値(BP_inst)と、そのときの基準脈波のレベル(Lp_inst)とが検出されると、算出部114は、閉塞開始点が2点検出されたか否かを判断する(ステップST62)。条件を満たしていない場合には(ステップST62においてNO)、ステップST21に戻り、2点目の閉塞開始点を検出するための処理を再度実行する。
Referring to FIG. 14, when the instantaneous blood pressure value (BP_inst) and the level of the reference pulse wave (Lp_inst) at that time are detected in step ST31,
一方、条件を満たす場合すなわち、閉塞開始点が2点検出されたと判断された場合(ステップST62においてYES)、上述のステップST32〜ST34の処理が実行される。ステップST34にて最高血圧時の脈波レベル(Lp_sys)および最低血圧時の脈波レベル(Lp_dia)が確定されると、算出部114は、被測定者の脈圧を上記式(3)に従い推定する(ステップST65)。脈圧が推定されると、上記式(1),(2)の“PP”に推定した脈圧値を代入することにより、制御範囲の上限値Pc_maxおよび下限値Pc_minを算出する(ステップST66)。
On the other hand, when the condition is satisfied, that is, when it is determined that two occlusion start points have been detected (YES in step ST62), the processes of steps ST32 to ST34 described above are executed. When the pulse wave level at the maximum blood pressure (Lp_sys) and the pulse wave level at the minimum blood pressure (Lp_dia) are determined in step ST34, the
このように、本変形例によると、動脈容積波形と血圧波形とが相似関係にあることを利用して、被測定者の脈圧を推定する。これにより、脈圧が小さい被測定者であれば、さらにV0検出に要する時間を短縮することができる。なお、本変形例では閉塞開始点を2点検出するため制御範囲の決定処理に上記実施の形態よりも多い時間がかかるが、それでも1秒程度で済むため、結果として、(脈圧が高くなければ、)血圧の連続測定を開始するまでにかかる時間を上記実施の形態よりも短縮することができる。 As described above, according to the present modification, the pulse pressure of the measurement subject is estimated using the similarity between the arterial volume waveform and the blood pressure waveform. Thereby, if it is a to-be-measured person with a small pulse pressure, the time which V0 detection requires can further be shortened. In this modification, the control range determination process takes more time than in the above embodiment because two occlusion start points are detected, but it still takes about 1 second, and as a result (the pulse pressure must be high). For example, it is possible to shorten the time required to start continuous blood pressure measurement compared to the above embodiment.
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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 血圧情報測定装置、10 本体部、20 カフ、21 空気袋、30 エア系、31 エアチューブ、32 圧力センサ、33 発振回路、40 表示部、41 操作部、41A 電源スイッチ、41B 測定スイッチ、41C 停止スイッチ、41D メモリスイッチ、42 メモリ部、43 フラッシュメモリ、44 電源、45 計時部、46 インターフェイス部、50 調整機構、51 ポンプ、52 弁、53 ポンプ駆動回路、54 弁駆動回路、70A,70B 動脈容積センサ、71A,71B 発光素子、72A,72B 受光素子、73A,73B 発光素子駆動回路、74A,74B 動脈容積検出回路、100 CPU、102 カフ圧取得部、103 範囲決定処理部、104 検出処理部、106 サーボ制御部、108 血圧決定部、112 調整制御部、114 算出部、132 記録媒体。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
所定の測定部位に巻き付けるためのカフと、
前記カフ内の圧力を加圧および減圧により調整するための調整手段と、
前記カフ内の圧力を表わすカフ圧を検出するための圧力検出手段と、
前記カフの所定の位置に配置され、前記カフの圧迫に伴なう前記動脈の容積の変化を表わす第1の動脈容積信号を検出するための第1の容積検出手段と、
前記カフの上流側に配置され、前記動脈の拍動に伴なう容積の変化を表わす第2の動脈容積信号を検出するための第2の容積検出手段と、
容積補償法に従い前記血圧情報を測定するための制御を行なう制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記第1の動脈容積信号に基づいて、前記動脈の容積が一定となるように前記調整手段をサーボ制御するためのサーボ制御手段と、
前記第1および第2の動脈容積信号とカフ圧とに基づいて、前記サーボ制御手段による制御目標値を検出する際のカフ圧の制御範囲を決定するための決定処理手段とを含み、
前記決定処理手段は、
前記調整手段を制御することにより、カフ圧を瞬時に変化させるための調整制御手段と、
前記調整制御手段による制御期間を表わす瞬時変化期間に得られる前記第1および第2の動脈容積信号とカフ圧とに基づいて、最高血圧および最低血圧を推定し、推定された前記最高血圧および前記最低血圧それぞれを前記制御範囲の上限値および下限値として算出するための算出手段とを有し、
前記制御手段は、前記決定処理手段により決定された前記制御範囲において、カフ圧を徐々に変化させることにより、前記第1の動脈容積信号に基づいて前記制御目標値を検出するための検出処理手段をさらに含み、
前記サーボ制御手段は、前記第1の動脈容積信号の値が、前記検出処理手段により検出された前記制御目標値と一致するようにサーボ制御する、血圧情報測定装置。 A blood pressure information measuring device for measuring blood pressure information by detecting the volume of an artery,
A cuff for wrapping around a predetermined measurement site;
Adjusting means for adjusting the pressure in the cuff by pressurization and decompression;
Pressure detecting means for detecting a cuff pressure representing the pressure in the cuff;
First volume detection means for detecting a first arterial volume signal that is disposed at a predetermined position of the cuff and represents a change in the volume of the artery due to compression of the cuff;
Second volume detection means disposed upstream of the cuff and for detecting a second arterial volume signal representing a change in volume accompanying the pulsation of the artery;
Control means for performing control for measuring the blood pressure information according to a volume compensation method,
The control means includes
Servo control means for servo-controlling the adjustment means so that the volume of the artery is constant based on the first arterial volume signal;
Determination processing means for determining a control range of the cuff pressure when detecting a control target value by the servo control means based on the first and second arterial volume signals and the cuff pressure;
The determination processing means includes:
An adjustment control means for instantaneously changing the cuff pressure by controlling the adjustment means;
Based on the first and second arterial volume signals and the cuff pressure obtained in the instantaneous change period representing the control period by the adjustment control means, the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure are estimated, the estimated systolic blood pressure and Calculating means for calculating each minimum blood pressure as an upper limit value and a lower limit value of the control range,
The control means is a detection processing means for detecting the control target value based on the first arterial volume signal by gradually changing the cuff pressure in the control range determined by the determination processing means. Further including
The blood pressure information measuring device, wherein the servo control means performs servo control so that a value of the first arterial volume signal coincides with the control target value detected by the detection processing means.
前記算出手段は、2心拍分の血圧値を算出し、前記2心拍分の血圧値より前記脈圧値を推定する、請求項3に記載の血圧情報測定装置。 The adjustment control means executes the cuff pressure adjustment within one heartbeat twice,
The blood pressure information measuring device according to claim 3, wherein the calculating means calculates blood pressure values for two heartbeats and estimates the pulse pressure values from the blood pressure values for the two heartbeats.
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