JP5424757B2

JP5424757B2 - 電子血圧計

Info

Publication number: JP5424757B2
Application number: JP2009167166A
Authority: JP
Inventors: 晃近藤; 孝博相馬
Original assignee: TRUMO KABUSHIKI KAISHA
Current assignee: TRUMO KABUSHIKI KAISHA
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-07-15
Also published as: JP2011019717A

Description

本発明は、家庭用血圧計に代表される、使用者自身が操作するタイプの電子血圧計に関するものである。特に、筒状の腕帯部に腕を挿入して、正しく阻血できる位置に腕帯部の空気袋を配置でき、適正な巻き付け強さにて血圧測定を行うことができるようにした、いわゆるアームイン式電子血圧計に関するものである。また、腕を挿入するだけで腕帯部の上腕への密着が自動で行え、腕帯部の上腕への位置合わせ、および、巻きつける手順が不要な血圧計に関するものである。

現在、広く普及している電子血圧計は上腕カフ法を用いている。この方法は、上腕に腕帯部を巻き、腕帯部の空気袋の圧力を収縮期血圧以上に加圧し上腕動脈を一度圧閉し、その後に、空気袋の圧力を徐々に減圧し、空気袋の圧力が動脈内の最高圧力である収縮期血圧より低くなると、腕帯部の下流側に発生する血流を空気袋圧力に重畳している脈波の変化、または、コロトコフ音の発生で検出し、この血流を検出したときの空気袋の圧力を収縮期血圧とする。また、さらに、空気袋の圧力を徐々に減圧し、空気袋の圧力が被験者の拡張期血圧より低くなると発生する上腕動脈の圧閉の消失現象を、空気袋の圧力に重畳している脈波の変化、または、コロトコフ音の消失で検出し、この圧閉の消失を検出したときの空気袋の圧力を拡張期血圧としている。
したがって、この方法は、空気袋の圧力と上腕動脈内の圧力が一致していることが前提となっている。この前提を実現するために、腕の太さにあった腕帯部のサイズの使用と、上腕への腕帯部の巻き方がガイドラインにて示されている。巻き方については、空気袋の中心が上腕の内側にある上腕動脈上に位置すること、また、巻き強さについて、腕への圧迫を拡張期血圧値より低くする必要があり、指２本が腕帯部と腕との間に挿入できる程度の巻き強さにすることが推奨されている。
しかし、自分一人で測定する血圧計の場合に、空気袋を正しい位置にすること、および、正しい巻き強さにすることは、測定者の大きな負担となっている。
近年、これらを解消するア−ムインタイプ血圧計が開発され、普及している。
アームインタイプの電子血圧計本体の内部には、腕帯部が配置されており、腕帯部の両端部は、腕置き台の両側を通って本体の下部に設けられた自動巻き取り機構に連結されている。また、空気袋は腕帯部の一部分に形成されている。この自動巻き取り機構が作動すると、腕帯部の空気袋が形成されていない腕帯部の両端部が巻き取られ、空気袋が腕に密着されるようになっている（特許文献１を参照）。

特開２００５―２３７４２７号公報

上述した特許文献１の電子血圧計では、左右の腕のどちらでも測定可能なように、空気袋の中央が腕帯部の上部に位置するように配置されおり、また、腕の太さにあわせて、腕帯部の空気袋以外の部分を巻き取ることで腕への密着を実現している。したがって、腕が細い場合には、空気袋が上腕を覆う領域が相対的に大きいので、挿入した腕の中心やや下側に位置する上腕動脈を空気袋で圧迫することは可能である。
しかし、太い腕の場合には、空気袋の中央が上腕二頭筋部分に来ていて、圧迫したい上腕動脈は空気袋の端に位置することになり、理想的な上腕動脈の圧閉ができない場合がある。これを解決するためには、測定者は測定のたびに上腕の動脈が存在する箇所が空気袋のなるべく中央部にくるように、自分の上腕をねじる等して位置を合わせなければならず、実現が難しい測定方法になり、結果として、正確に血圧測定を行うことが困難な場合があった。

本発明は、腕の太さに左右されず、太い場合でも、上腕を挿入するだけで空気袋を上腕の全周囲にわたって密着させることができるので、腕帯部の一部にしか空気袋を配置していない腕帯部の場合に比べて上腕動脈を空気袋の中央に位置するようなわずらわしい調整が不要となり、容易にしかも正確に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。

本発明の電子血圧計は、上腕を腕帯部の挿入部に挿入し、上腕に空気袋を密着させて血圧を測定する電子血圧計であって、腕帯部は、弾性を備えた渦巻形状の帯体をなすバッキング材と、バッキング材の内側の全周に配置されている空気袋にて構成され、空気袋を上腕に密着させるために、ワイヤーがバッキング材の外周に巻き付けられており、ワイヤーの一端がバッキング材の外側端部に固定されており、かつ、ワイヤーの他端が自動巻き取り部に接続されて構成され、空気袋が前記上腕に密着された時にはその端部が重なり合うか一致するようになることを特徴とする。
また、本発明の電子血圧計では、自動巻き取り部は、電動モータと、電動モータの出力軸に固定されたウォームギアと、ウォームギアに噛み合わされたウォームホイールと、ウォームホイールとともに回転し、ワイヤーの端部が取り付けられた巻き取り部材と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の電子血圧計では、血圧測定時以外においても、空気袋の端部と空気袋の他の端部とが重なり合うようにワイヤーにより保持されていることを特徴とする。
また、本発明の電子血圧計では、空気袋には案内板を設け、その先端がバッキング材の渦巻形状の中心方向に湾曲した形状を有し、空気袋と接触する面が滑らかであることを特徴とする。
また、本発明の電子血圧計では、空気袋とバッキング材は、内布により覆われていることを特徴とする。
また、本発明の電子血圧計では、渦巻形状のバッキング材の内側端が、渦巻形状の中心に向けて、鋭角に曲げられていることを特徴とする。
また、本発明の電子血圧計では、渦巻形状のバッキング材の内側端の厚みが、渦巻形状の中心に向かって、徐々に薄くなっていることを特徴とする。

本発明の電子血圧計では、腕の太さに左右されず、太い場合でも、上腕を挿入するだけで空気袋を上腕の全周囲にわたって密着させることができるので、腕帯部の一部にしか空気袋を配置していない腕帯部の場合に比べて上腕動脈を空気袋の中央に位置するようなわずらわしい調整が不要となり、容易にしかも正確に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ができる。

本発明の電子血圧計の好ましい実施形態を示す斜視図である。図１に示す電子血圧計の腕帯部の構造を示す概略斜視図である。図１に示す腕帯部本体のＡ−Ａ線における断面構造例を示す図である。上述した腕帯部本体の空気袋と、バックキング材と、内布と、案内板を離して展開して示している長手方向の断面図である。図３に示す内布の第１端部と内布の第２端部が重なっている様子を示す構造例の図である。図２に示すワイヤー（線材）の自動巻き取り部と腕帯部本体の上部を示す斜視図である。図２においてワイヤーの自動巻き取り部と腕帯部本体をＢ方向から見た平面図である。自動巻き取り部の一部を拡大して示す平面図である。本発明の実施形態に係る電子血圧計の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る電子血圧計による測定手順例を示す図である。本発明の別の実施形態の電子血圧計を示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
図１は、本発明の電子血圧計の好ましい実施形態を示す斜視図である。
図１に示す電子血圧計１は、自動電子血圧計ともいい、血圧測定方式の一例としてオシロメトリック法が用いられ、脈波を検出して血圧測定を行う装置である。図１に示す電子血圧計１は、腕帯部２と、血圧計本体部１０を備え、腕帯部２Ａと血圧計本体部１０Ａが一体的に形成されている。
電子血圧計１では、腕帯部２の空気袋が血圧計本体部１０のケーシング３０内に収納されているアームイン式の血圧計である。血圧計本体部１０は、好ましくは折り畳み式または着脱式の腕置き部１００を有している。これにより、腕帯部２の挿入開口１１Ｐ内に上腕Ｔを挿入して腕置き部１００に上腕Ｔを置くことで、上腕Ｔにより安定した姿勢で血圧測定をすることができる。ケーシング１００内のケーシング３０の上部には、表示部３１が配置されている。腕帯部２と血圧計本体部１０とは有線（電気信号線）３（図２を参照）により電気的に接続され、しかも腕帯部２と血圧計本体部１０とがエアーの給排気路であるフレキシブルなチューブ４（図２を参照）により接続されている。

まず、図１を参照して、血圧計本体部１０の構造について説明する。
図１に示す血圧計本体部１０は、ケーシング３０を有している。ケーシング３０は、例えばプラスチック製の部材であり、上面部３２と、前端面部３３と後端面部３４と、側面部３５，３６と、底面部４２を有している。
図１に示すように、ケーシング３０の上面部３２には、表示部３１が配置されている。ケーシング３０には、操作部５７（図９参照）を構成する開始／停止ボタン３７と、メモリ呼び出し・時刻・アラーム設定ボタン３８と、記憶しないボタン３９が配置されている。開始／停止ボタン３７は測定者が押すことで、血圧測定操作の開始あるいは停止をするためのボタンである。

時刻を設定する場合には、例えば、メモリ呼び出し・時刻・アラーム設定ボタン３８と記憶しないボタン３９を同時に長押しすることで、操作・設定・入力機能として動作させることで、表示部３１には時刻設定画面が表示され、時刻設定画面に表示されている時刻は、メモリ呼び出し・時刻・アラーム設定ボタン３８で選択しながら設定することができる。この中で、予め所定の測定時間の設定も行うことができる。

また、メモリ呼び出し・時刻・アラーム設定ボタン３８を押すことにより、過去の例えば１００件の記録を表示部３１に表示できる。表示部３１に表示される各件の最高血圧値、最低血圧値、脈拍数、日時が、メモリ呼び出し・時刻・アラーム設定ボタン３８を押す毎に順番に表示できる。
記憶しないボタン３９は、測定者が、収縮期血圧（最高血圧値）と、拡張期血圧（最低血圧値）と、脈拍値と、脈圧を図示しないメモリ部に記憶しない場合だけ押すためのボタンである。

表示部３１は、例えば液晶表示装置を用いることができ、一例として図１に示すように最高血圧値、最低血圧値、脈拍数、測定動作中の表示マーク、電池交換の表示マーク等の各種の測定値等を表示することができる。

図１に示すように、ケーシング３０の内部には、破線で示すように、スピーカ４３と、ポンプ４４、４５と、排気バルブ４６と、制御システム５６（図９参照）を含む制御バルブ４７と、回路基板４８が配置されている。スピーカ４３は、音声によるガイドや音楽によるガイドを出力するために設けられている。

次に、図１と図２を参照して、腕帯部２の構造について説明する。
図２は、図１からケーシング３０を外して腕帯部２を矢印Ｍ方向から見た斜視図である。
図１に示すように、腕帯部２は、血圧計本体部１０のケーシング（筐体ともいう）３０内に収納されている。腕帯部２は、血圧測定時に測定者の上腕Ｔを挿入して圧迫するために、図１に示すように上腕ＴをＤ１方向に差し込むほぼ一端が切れた円筒状構造（筒体）を有している。これにより、この腕帯部２は、通常の腕帯部と異なり測定者の上腕Ｔに対して腕帯部を巻き付ける必要が無く、左右のいずれの上腕Ｔでも容易に血圧測定が可能である。

図２に示す腕帯部２は、腕帯部本体１１と、１本のワイヤー１２と、自動巻き取り部１３を有する。ワイヤー１２は、線材の一例であり、ストラップとも呼ぶことができる。

まず、腕帯部本体１１の構造を説明する。
図３は、図１に示す腕帯部本体１１のＡ−Ａ線における断面構造例を示す図である。図４は、上述した腕帯部本体１１の空気袋１４と、支持部材（支持体）であるバッキング材１５と、筒状の内布１７と、案内板１８を示している図である。
図３と図２に示すように、腕帯部本体１１は、空気袋１４と、バッキング材１５と、内布１７と、案内板１８を有する。腕帯部本体１１は、測定方式にマイクロフォン法（コロトコフ法）を測定方式に用いる場合にはこの他にマイクロフォンやノイズセンサ等を内蔵している。

図３に示すバッキング材１５は、弾性（バネ性）、可撓性を備えるものが適しており、この実施形態では、空気袋１４を人体の測定対象部位、例えば、この実施形態においては、上腕の表面に直接、もしくは、後述する内布を介して当接し、密着するための部材である。このため、空気袋１４は、上腕の体表面に接触して、その外形に沿うことができ、かつ、３３０ｍｍＨｇまでの加圧に対して空気袋の膨張に耐え、径の収縮が可能な材料で形成された帯状の袋体で構成されている。
すなわち、空気袋１４は、例えば、塩化ビニル，ウレタン、合成ゴム，天然ゴム等の伸縮性を有する材質で形成されている。空気袋１４内へは、図１に示す血圧計本体部１０内の破線で示すポンプ４５の作動により、チューブ４（図９参照）を通じてエアーを供給して上腕Ｔを圧迫する。
また、制御バルブ（減圧バルブ）４７にて空気袋１４内からエアーを徐々に外へ排気したり、排気バルブ４６にて空気袋１４内からエアーを外へ急排気できる。

図３と図４に示すように、支持部材であるバッキング材１５は、空気袋１４に対して重ねて配置され、該空気袋１４を密着するための部材である。この実施形態では、バッキング材１５は、渦巻状に成型した板状部材であり、バネ性、可撓性を持った材料が適しており、例えばポリプロピレン（ＰＰ）により形成されている。

図３に示すように、内布１７は、挿入した測定部位と空気袋１４との間になるように、空気袋１４の内側に配置されており、伸縮性を有する布である。

図３と図４に示す案内板１８は、内布１７が滑りやすい摺動性の良い例えばプラスチック製の板であり、端面が橇の様に筒体の中心に向かいわずかに反っている形状で、すべりの良い材質としては例えばポリプロピレン（ＰＰ）または、材料の表面にすべりの良いテ−プ、例えばテフロン（デュポン社の登録商標）テープを貼った部材により形成されている。図３に示す案内板１８は、バッキング材１５の第２端部１５Ｂの渦巻形状の外側の面に配置されていることで、空気袋１４の残空気により凹凸となっている空気袋１４の表面をすべり、渦巻状のバッキング材１５がスム−ズに縮径することが可能となる。

図５は、図３に示す腕帯部本体１１の第１端部２０と腕帯部本体１１の第２端部２１が重なっている様子を示す構造例である。

この実施形態では、ワイヤー（線材）１２を自動巻き取り部１３により巻き上げる前の状態では、空気袋１４の第１端部１４Ａ（一方の端部）と空気袋１４の第２端部１４Ｂ（他の端部）とが重なり合う状態になるようにワイヤー１２により保持されている。
ワイヤー１２を巻き上げることで空気袋１４の第１端部１４Ａと、空気袋１４の第２端部１４Ｂとは、それぞれ各Ｒ方向に相対的に移動して、第１端部１４Ａと第２端部１４Ｂとが重なり合う部分がさらに増えるようになっている。

図３に示すように、腕帯部１１の第２端部２１が、空気袋１４と内布１７との収納空間２２に入りやすいように、また、第２端部２１は腕帯部本体１１の中心位置Ｃに向かうように、先端位置を、角度θだけ意図的にやや曲げて形成されている。従って、図５に示すように、第１端部２０がＲ方向に進むことで、腕帯部１１の内径を調整して腕帯部１１の空気袋１４を上腕の全周囲にわたって密着させることができる。

次に、図２と図３と図６と図７を参照して、ワイヤー１２の配置例を説明する。
図６は、図２に示すワイヤー１２の自動巻き取り部１３と腕帯部本体１１の上部を示す斜視図である。図７は、ワイヤー１２の自動巻き取り部１３と腕帯部本体１１を図２のＢ方向から見た平面図である。
図２と図３と図６と図７に示すワイヤー１２は、腕帯部本体１１の全周方向に沿って螺旋状に複数回巻き付けられており、図２の例ではワイヤー１２はほぼ２．５ターン巻かれている。ワイヤー１２は伸縮性に乏しい線材、例えば金属製の細い線、プラスチック製の細い線、繊維の細い線等を採用できる。金属製の細い線としては、ＳＵＳ線、ピアノ線等である。ワイヤー１２は単線であっても、複数の線を撚った撚り線であっても良い。
さらに、線材は、所定幅を有する長いベルト状部材であってもよい。線材を幅のある部材で形成する場合には、線材と腕帯部本体１１の接触面積が大きくなるので、滑り抵抗が増加するものの、断面積が円形であるワイヤー１２よりも剛性を上げる利点がある。

図２に示すように、ワイヤー１２の始点（第１端部）５０は、自動巻き取り部１３により巻かれるようになっており、ワイヤー１２の終点（第２端部）５１は、図３に示すように支持部材であるバッキング材１５の第１端部１５Ａに連結されている。
ワイヤー１２の配置経路を詳細に説明する。図２と図３に示すように、ワイヤー１２の始点５０は、ケース本体６０Ａの開口６０Ｃを通してケース本体６０Ａの外側に導き出されている。ワイヤー１２は、図２に示す始点５０から矢印Ｓ１方向に向けて、図２と図３の矢印Ｓ２で示すようにバッキング材１５の外面上を通過する。

そして、ワイヤー１２は、図２と図３の矢印Ｓ３で示すように、再びバッキング部材１５上を通り、さらに、ワイヤー１２は、図２と図３の矢印Ｓ４で示すように、バッキング材１５上を通り、最後に図３に示すように、ワイヤー１２の終点５１は、図３に示すようにバッキング材１５の第１端部１５Ａに連結されている。

このようにして、図示する例では、ワイヤー１２は腕帯部１１の全周方向に沿って少しずつずれるようにしてほぼ２回半回すことで配置されている。ワイヤー１２は、腕帯部１１の直径方向Ｄと直交する軸方向ＣＬに沿ってワイヤー配置位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に配置されている。これにより、様々な腕の形状にあわせて、空気袋１４が腕に密着できるようにバッキング材１５を縮径することができる。また、空気袋を加圧したときにバッキング材１５の剛性が小さいバッキング材両端部をワイヤーにより押さえられるので、ＡＨＡ推奨の布製の腕帯部にくらべ良好な圧迫がなされるので、腕の太さに対する必要な空気袋の幅をＡＨＡの規格より小さめに設定できるので、上腕は太いが、上腕の長さが短い人の場合にも適用を広げられる。

次に、図６〜図８を参照して、自動巻き取り部１３の構造を説明する。
図８は、自動巻き取り部１３の一部を拡大して示す平面図である。
図６と図７に示すように、自動巻き取り部１３は、自動巻き上げ機構部ともいい、図示例では腕帯部本体１１の外周面の適所、例えば上部に搭載されている。自動巻き取り部１３は、ケース６０と、電動モータ６１と、ウォームギア６２と、ウォームホイール６３と、巻き取り部材６４と、軸受け６５を有する。電動モータ６１は、信号線３（図９参照）により血圧計本体部１０に電気的に接続されている。

図２に示すように、ケース６０は、ケース本体６０Ａと、取り付け部６６を有する。ケース６０と取り付け部６６は例えばプラスチック製である。図６と図７に示すように、ケース本体６０Ａの中には、電動モータ６１と、ウォームギア６２と、ウォームホイール６３と、巻き取り部材６４と、軸受け６５が収容されている。

図７の電動モータ６１は、ケース本体６０Ａ内のモータ固定部６７にはめ込んで固定されている。出力軸６８には、ウォームギア６２が固定されている。ウォームギア６２は軸受け６５により回転可能に支持されている。電動モータ６１の出力軸６８とウォームギア６２の回転中心軸ＣＬ１は、腕帯部本体１１の中心軸ＣＬに平行である。ウォームホイール６３と巻き取り部材６４は、回転中心軸ＣＬ２を中心に回転可能である。回転中心軸ＣＬ２は回転中心軸ＣＬ１に対して直交している。ウォームホイール６３はウォームギア６２に噛み合っている。巻き取り部材６４は、ワイヤー１２の始点５０が巻かれている。

また、ウォームギア６２の回転数を検出するフォトリフレクタ１６１がウォ−ムギア６２の軸の表面に設置した反射板に正対して配置されている。このフォトリフレクタ１６１により腕を挿入してから、渦巻形状のバッキング材１５が、上腕に密着するまでの回転数を計測し記録する。これは、血圧測定を終了した後に、電動モータ６１の出力軸６８が所定回数分だけ逆回転すると、ウォームギア６２の回転はウォームホイール６３の回転に減速して変換されて、巻き取り部材６４は、ワイヤー１２を予め定めた長さだけ巻き戻すようになっている。これにより、空気袋１４の両端部が重なった状態でまき戻しを停止できる。また、この巻き戻しの際には、図３に示すバッキング部材１５のバネ性がワイヤー１２のたるみを防止できる。

また、ウォームギア６２を回転すればウォームホイール６３を回転することができるが、ウォームギア６２の進み角を摩擦角よりも大きく設定すると、ウォームホイール６３からウォームギア６２を回すことができない、いわゆるセルフロックの効果を有している。これにより、ウォームホイール６３からはウォームギア６２を回すことができないので、別にウォームホイ−ルに逆回転防止機能を設けなくても、ワイヤー１２はゆるむ事がない。従って、空気袋１４により上腕を加圧して血圧測定をしている際に、ワイヤー１２は空気袋１４が直径方向外側に膨らまないように確実に保持することができ、血圧測定が正確に行える。

また、ウォームギア６２を用いているので、ウォームホイール６３に対して大きな減速比が得られる。このため、ウォームホイール６３とウォームギア６２を用いるだけで、電動モータ６１の出力軸の回転を簡単な構成で減速でき、複数の減速用の歯車を必要とせず、自動巻き取り部１３の部品点数を減らせるメリットがある。また、巻き取り部材、ウォームホイール６３と電動モ−タ６１との配置を直角に配置できるので、腕帯部２のラジアル方向に大きくならずコンパクトな巻き取り機能が実現可能である。
図７に示すように、取り付け部６６は板状の部材であり、ケース本体６０Ａと一体に成形されており、第１取り付け端部６６Ａと第２取り付け端部６６Ｂを有している。ケース本体６０Ａは、第１取り付け端部６６Ａと第２取り付け端部６６Ｂにより、腕帯部本体１１に対して固定されている。

図９は、図１の電子血圧計１のブロック構成図である。
図９の破線で示すように、血圧計本体部は、空気袋１４内の圧力信号に重畳している脈波を検出する脈波検出部２０５と、加圧システム１５１と、排気システム５２と、圧力検出システム５３と、電源システム５４と、音声システム５５と、制御システム５６とを有する。

マイクロコンピュータなどのＣＰＵとＣＰＵにより実行される装置全体の制御プログラムや各種データを記憶するＲＯＭとワークエリアとして測定データや各種データを一時的に記憶するＲＡＭなどを備える制御システム５６は、表示画面等の表示部３１の駆動部５８と、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）５９と、メモリ部６９等を有する。表示部３１の駆動部５８は、表示部３１を駆動制御して表示すべき項目を表示させる。
モータ制御部は腕帯部を腕に密着させるため、渦巻状バッキング材１５に巻きつけられた線材の巻き上げ、および、巻き戻しを行うため、回転開始、回転停止、および、正転、逆転の制御を行う。メモリ部６９は、制御システム５６のＣＰＵ（中央処理部）により処理すべきプログラムが記憶されているＲＯＭ（読み出し専用メモリ）である。ＲＴＣ５９は、時計機能を司る。操作部５７は、制御システム５６に電気的に接続されており、すでに説明した開始／停止ボタン３７と、音量ボタン３８と、モード選択ボタン３９を有している。

図９に示す空気袋１４内の圧力信号に重畳する脈波検出部２０５は、圧力信号をＨＰＦデジタルフィルタ処理を行うことにより圧力信号に重畳している脈波信号を検出する。

図９に示す圧力検出システム５３は、圧力センサ１６４と、圧力センサ−駆動定電流源と、増幅器＆フィルタ２０２とＡ／Ｄ変換器２０３とにより構成されている。圧力センサ１６４は、定電流で駆動され、ブリッジの電圧をアンプ＆フィルタ部２０２で増幅し、ノイズカットフィルタ−（不図示）を通して、積分Ａ／Ｄ部２０３にてデジタル信号に変換して、制御システム５６に圧力データを入力するよう電気的に接続されている。
すなわち、圧力信号は腕帯部２の空気袋１４からチューブ４を含む配管により圧力センサ−１６４にて検出され、増幅および周波数的に帯域制限フィルタ（ノイズカットフィルタ−）によりノイズ弁別され、Ａ／Ｄ変換器２０３にてデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号はさらに、マイコンを含む制御システム（ＣＰＵ）５６にて、デジタルフィルタにて周波数的に弁別され、腕帯部２の空気袋１４内の圧力信号と脈波信号とに分離される。
ここで、オシロメトリック法による血圧測定および脈拍数の測定について説明する。
腕帯部２に収納された空気袋１４をポンプで加圧することにより、使用者（測定者）の上腕を圧迫して血管内の血流を止めた後に減圧し、腕帯部２の空気袋１４内の圧力に重畳している脈波の振幅変化を検出する。脈波の振幅変化は減圧に従い徐々に大きくなり、最大値を迎え、その後徐々に小さくなりほぼ、一定となる変化をする。
この変化は、腕帯部２の空気袋１４下の血管が圧閉されている状態から、空気袋１４の減圧により血管が徐々に開き、血管容積の増加にともない脈波振幅が大きくなり、そして、血管が最大に開きそして圧閉する血管容積の変化が最も大きい状況になる。この時点が脈波振幅の最大値となる時点である。さらに空気袋１４の圧力を減圧すると空気袋１４のエッジ効果（空気袋１４の血管圧迫力は空気袋１４の中央で最も高く、空気袋１４の端に向かい減少し空気袋１４の端でゼロになる現象）により血管の腕帯部により圧閉される血管容積が減少し、この血管容積により生じる脈波振幅は徐々に減少する。腕帯部圧力が最低血圧（拡張期血圧）以下になると、血管の圧閉は全くなくなるのでさらに脈波振幅は減少し、さらに減圧が進むと、血管の潰れ方も小さくなるので脈波振幅は小さく去りほぼ一定となる。最高血圧（収縮期血圧）と最低血圧（拡張期血圧）の求め方は、経験的に、最高血圧は脈波の振幅が脈波振幅最大値の約５０％に、また、最低血圧は脈波の振幅最大値の６０％になったときの腕帯部圧力値に等しくなる。減圧過程において、脈波の検出を行い、脈波の振幅とそのときの腕帯部圧力値をペアで時系列に記憶する。脈波振幅の変化が増加より減少にかわったら、脈波振幅の最大値を計測し、時系列に記録した脈波振幅と腕帯部圧力値のペアより脈波振幅の最大値の５０％の値に最も近い脈波を検索し、ペアとして記録されている腕帯部圧値を最高血圧として決定する。さらに減圧過程で、引き続き脈波検出を続け、脈波振幅の最大値の６０％の値以下になった初めての脈波を検出したときの腕帯部圧力値を最低血圧とし決定し血圧測定を終了する。さらに、検出した脈波数と測定時間から脈拍数を演算する。

加圧システム１５１は、ポンプ４４，４５と、ポンプの駆動部１６２を有する。制御システム５６の指令により、駆動部１６２は、ポンプ４４，４５を駆動制御する。ポンプ４４，４５は、圧力検出システム５３の配管部１６３を通じて腕帯部２の空気袋１４内に接続されている。また、配管１６３に接続されている排気バルブ４６、制御バルブ（減圧バルブ４７）は圧閉した状態にする。
電子血圧計１では、腕帯部２の腕への巻きつけ具合を適当なものにするため、巻上げ前に腕帯部２の空気袋１４内に空気を少量注入する（数秒間ポンプを駆動する。）ためポンプ４４，４５で加圧する。その後、後述するワイヤー１２での巻き上げ、腕帯部２の空気袋１４内圧が５ｍｍＨｇになったら巻き上げ動作を停止する。
その後、ポンプ４４，４５により、使用者（測定者）の最高血圧よりも約３０から４０ｍｍＨｇ程度高い圧力まで加圧を行う。この最大加圧値については、測定前に予め規定値を設定しても良いが、加圧途中で脈波を検出し、脈波振幅が増加より現象に変化したことを検出し、大まかに腕帯部圧が最高血圧以上になったと推定し、加圧を停止する工夫をする場合もある。
使用者の最高血圧値以上に加圧終了後、圧力信号を検出し、制御バルブ４７を駆動部６６の制御によりコントロ−ルして、一定速度で排気して減圧しつつ圧力センサ１６４を用いて腕帯部２内の空気袋１４の圧力を検出すると同時に、腕帯部２内の空気袋１４の圧に重畳している脈波振幅を脈波検出部２０５で検出して最高血圧値と最低血圧値および脈拍数を算出し、算出した最高血圧値と最低血圧値、脈拍数を表示部３１に表示できる。

次に、排気システム５２について説明する。排気システム５２は、２つの駆動部６６，６７と、配管１６３に接続されている排気バルブ（強制排気部）４６と、制御バルブ（減圧制御部）４７を有する。排気バルブ４６と制御バルブ４７を閉じて、腕帯部２の空気袋１４の圧力を最高血圧以上に加圧した後、排気バルブ４６は圧閉したまま、制御バルブ４７の制御を開始する。制御システム５６はあらかじめ設定されている開口を実現できる制御値（例えばＰＷＭ値）を制御バルブ４７に与える。その後、カフ圧検出部２０４で一定時間間隔で検出した空気袋１４圧より、検出した時間当たりの圧変化を検出し、規定値たとえば２から３ｍｍＨｇ／秒の減圧速度になるよう制御バルブ４７の開口を制御する。最低血圧の計測を終了すると、制御バルブ４７および排気バルブ４６を全開にして腕帯部２の空気袋１４の圧を大気圧まで下げる。

電源システム５４は、電池１６８と、電源コントロール部６９Ｃと、電源監視部７０を有する。電池１６８は、繰り返して充電可能な二次電池として、例えばリチウムイオン電池であるが、特に種類は限定されず、乾電池等でも良い。電池１６８の電圧は、電源コントロール部６９Ｃにより制御されて制御システム５６に供給されるとともに、ポンプ４４，４５の駆動電源、音声制御部７１へ供給する電源でもある。電源監視部７０は、電池１６８の残量等の監視を行う。また、ＡＣアダプタを用いることで１００Ｖの商用電源を用いることができる。

音声システム５５は、音声制御部７１と、増幅部７２を有している。音声制御部７１と増幅部７２は、制御システム５６からの指令により制御される。音声制御部７１は、制御システム５６の指令により、音声によるガイダンスデータもしくは音楽データを増幅部７２に送って増幅することで、スピーカ４３は音声によるガイド用のアナウンスと音楽によるガイド用のアナウンスを発生することができる。

次に、上述した構成の電子血圧計１の使用例を説明する。
図１０は、本発明の電子血圧計による血圧測定手順例を示す図である。
図１０に示すステップＳ１では、図１に示すように測定者の上腕Ｔを腕帯部本体１１の挿入開口１１Ｐに挿入する。これにより、図３に示すように上腕Ｔの全周囲は、空気袋１４により覆われる。
図１０のステップＳ２では、測定者は図１の電子血圧計本体部１０の開始／停止ボタン３７を押す。これにより、回路基板４８の制御システム５６の指令により、排気バルブ４６は閉じて空気袋１４は密閉され、空気袋１４内には、図１の電子血圧計本体部１０のポンプ４５から、チューブ４を経て微量エアーが供給される（図１０のステップＳ３）上述したように、カフ筒体を適度に縮径させるために、規定時間動かし、空気袋にエアーを供給する。

次に、図１０のステップＳ４では、空気袋１４の巻上げを開始する。回路基板４８の制御部の指令により、図７に示す電動モータ６１を駆動して、ワイヤー１２を巻き上げ、空気袋１４の圧力が所定値、例えば５ｍｍＨｇになったら巻上げを停止する。これにより、ウォームホイール６３と巻き取り部材６４がＨ１方向に回転して、空気袋１４の内圧が、最低血圧の測定に支障のない静脈圧よりも低い圧力にてなったことで、適度な強さで空気袋が腕に密着できたとして巻き上げを停止する。

ワイヤー１２が、巻き取り部材６４により巻き上げられる際には、図２と図３に示す案内板１８の外周面と図３に示す内布が低摩擦にて、内布の表面の凹凸をそりのように回避して摺動するので、ワイヤー１２はスムーズに巻き上げることができる。このワイヤー１２の巻上げにより、図３に示す腕帯部本体１１の空気袋１４は、上腕Ｔの全周囲にわたって密着させることができる。しかも空気袋１４の全面が、バッキング材１５を介してワイヤー１２によりラジアル方向の広がりが制限されるので、空気袋１４の加圧による上腕Ｔの圧迫が理想通り行える。

また、図３に示すように、ワイヤー１２が巻き取られて腕帯部本体１１の内径が縮径されて、空気袋１４が上腕Ｔの全周囲にわたって密着される際には、腕帯部本体１１の第１端部２０と第２端部２１が次のように作用する。すなわち、図３に示すように、第１端部２０と第２端部２１が血圧測定前に予め重なっており、第１端部２０はワイヤー１２を用いてＲ方向に引くことで第２端部２１に対して移動して、腕帯部本体１１の内径を小さくして上腕Ｔに密着させることができる。このように、第１端部２０をＲ方向に移動できるようにするために、第２端部が折れ曲がらず、かつ、摺動抵抗とならずに、第１端部の空気袋１４の表面をうまく摺動し、第２端部２１は腕帯部本体１１の中心位置Ｃに向けて、所定角、例えば３０°で曲げて形成されている。

従って、図５（Ａ）に示すように、第１端部２０がＲ方向に進んでカバー部材１９内に入り込むことで、腕帯部１１の内径を縮径して腕帯部１１の空気袋１４を上腕Ｔの全周囲にわたって容易にしかも確実に密着させることができる。
さらに、図２に示すように、ワイヤー１２は腕帯部１１の全周方向に沿って均一に押さえられるように少しずつずれるようにしてほぼ２回半回すことで配置されている。ワイヤー１２は、腕帯部１１の直径方向Ｄと直交する軸方向ＣＬに沿ってワイヤー配置位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に分散して配置されている。これにより、空気袋１４を押さえが弱い腕帯部２の端部まで均一におさえられ、筒体が広がるのを阻止し、ワイヤー１２を引いて腕帯部１１の直径を全周囲にわたって均等に小さくすることができる。また、ワイヤー１２を巻き取った量だけ戻すことで、渦巻状バッキング材の端が重なった状態に戻すことが可能となる。
また、ワイヤー１２の巻上げ時には、ウォームギア６２の回転数をケース６０の内面にあるフォトレフレクタ１６１（図６、図８に記載）によりカウントし記憶する。

次に、図１０のステップＳ５では、空気袋１４の巻上げを終了する。すなわち、空気袋１４の内圧が所定値、例えば５ｍｍＨｇに達したところで、ワイヤー１２の巻上げ操作が終了となる。
図１０のステップＳ６では、電子血圧計本体部１０は血圧の測定を開始し、回路基板４８の制御システム５６の指令により、空気袋１４内には、図１の電子血圧計本体部１０のポンプ４４，４５からエアーが供給されるので、上腕Ｔの全周囲は空気袋１４により、所定の圧力まで、または、加圧時に検出された脈波振幅によりオシロメトリック法にて、腕帯部圧力が最高血圧を超えたことが検出できたら加圧を中止する。

血圧測定終了後、図１０のステップＳ７では、回路基板４８の制御システム５６の指令により、駆動部６７を制御して図１の排気バルブ４６により空気袋１４内を大気開放して空気袋１４内を減圧する。
その後、図１０のステップＳ８では、回路基板４８の制御システム５６の指令により、モータ駆動部６１Ｂを制御して図７に示す電動モータ６１を逆回転で駆動して、出力軸８とともにウォームギア６２が所定の（測定開始まえに記録した、空気袋が５ｍｍＨｇになるまでにウォームギア６２の回転数）回転数だけ回転して停止する。これにより、ウォームホイール６３と巻き取り部材６４がＨ２方向に逆回転して、ワイヤー１２が巻き取り部材６４により所定の長さだけ巻き戻される。このワイヤー１２の巻き戻しの際には、バッキング部材１５のバネ性がワイヤー１２のたるみをとるように作用して、ワイヤー１２は巻き取り部６４から容易にしかも確実に巻き戻すことができる。

図１１は、本発明の別の実施形態の電子血圧計１Ａを示している。
図３に示す電子血圧計１では、自動巻き取り部１３がケーシング３０の内部の上部側に配置されている。これに対して、図１１に示す電子血圧計１Ａでは，自動巻き取り部１３がケーシング３０の内部の下部側に配置されている。従って、ワイヤー１２の始点５０は下側にあり、腕帯部本体１１の第１端部２０と第２端部２１はケーシング３０の内部の上部側に配置されている。なお、バッキング部材１５の途中部分が、ケーシング３０の固定部材０Ｈの固定点３０Ｓにより固定されている。

上記電子血圧計では、ワイヤーの一端部が巻き取り部に取り付けられ、ワイヤーの他端部が渦巻形状のバッキング材の外側端部に固定されているので線材の他端をバッキング材外の位置に固定して、渦巻形状のバッキング材に巻きつけた場合に比べ、自動巻き取り部がワイヤーの他端部を引きながら渦巻形状のバッキング材を縮径（ぜんまいを巻くように径を縮める）する場合に、ワイヤーが渦巻形状のバッキング材の外側端部が巻きつくように縮径する案内となるので、渦巻形状のバッキング材が潰されることなく、空気袋を上腕の全周囲にわたって均一な密着が可能となり、正確に血圧測定を行うことができる。

また、上記電子血圧計では、自動巻き取り部は、電動モータと、電動モータの出力軸に固定されたウォームギアと、ウォームギアに噛み合わされたウォームホイールと、ウォームホイールとともに一体となって回転するワイヤーの一端部が取り付けられた巻き取り部材（プーリ−）とを備える構成なので、ウォームギアとウォームホイールを用いるだけで、他に減速歯車を用いなくとも、比較的力の弱い小型電動モータの駆動力でも、巻き取り部材を回転できるので、少ない部品点数で小型化が図れる。しかも、巻き取り部材が線材を巻き取った状態では、ウォームギアのセルフロック効果により、ウォームギアはウォームホイールの回転を阻止することができるので、空気袋の加圧時に巻き取った線材が巻き戻されてゆるむことを阻止でき、空気袋を加圧したとき、空気袋が上腕の全周囲を均一に圧迫することが可能となる。また、別個に、ウォームホイールの逆転防止機構を設ける必要が無く、さらに、少ない部品点数にて小型が図れる。

また、上記電子血圧計では、血圧測定時以外においても、空気袋の端部と空気袋の他の端部とが重なり合うようにワイヤーにより保持されているので、バッキング材の復元性に頼った方式に比べ、巻き取る前の状態にて、確実に空気袋の端部と他の端部が確実に重なり合う状態ができるので、ワイヤーを牽引してバッキング材の縮径動作がスム−ズに行える。

また、上記電子血圧計では、案内板により凸凹を生ずる空気袋の表面の凹凸に引っかかることなく滑らかにすべることが可能である。そのため、自動巻き取り部により、ワイヤーのスムーズな巻上げ、巻き戻しが可能となり、渦巻形状の腕帯部は周方向に収縮可能となる。

また、上記電子血圧計では、空気袋と測定部位間に布を介在できるので、上腕を挿入する際に空気袋と測定部位が直接触れないようにして、血圧測定でき、空気袋の膨張により生ずるシワにより測定部位の表皮が挟まれ発生する内出血を防止できる。また、生体接触部分の取り外しが可能であり、感染防止、清掃による衛生管理が行いやすくなる

また、上記電子血圧計では、渦巻形状のバッキング材の内側端が、渦巻形状の中心に向かって鋭角に曲がっているので、渦巻形状のバッキング材の外にまき付けられたワイヤーを牽引して渦巻形状の縮径するときに、内側端が引っかからずにバッキング材の渦巻形状の内側に入りやすくなり、空気袋を腕に均一に密着することが可能となる

また、上記電子血圧計では、渦巻形状のバッキング材が、内側端に向かい徐々に厚みを薄くしていることにより、バッキング部材は端にいくほど曲がりやすくなっているので、渦巻形状のバッキング材の外にまき付けられたワイヤーを牽引して渦巻形状が周方向へ縮径するときに、内側端が引っかからずにバッキング材の渦巻形状の内側に沿って、入りやすくなり、空気袋を上腕に均一に密着することが可能となる

ところで、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形例を採用することができる。
例えば、図２のワイヤー１２は、Ｆ方向から見て位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３において３列に配置され、より詳しくは腕帯部１１に対してほぼ２．５ターン巻いて配置されている。しかし、これに限らず２ターン巻きあるいは４ターン巻き以上であっても良い。
図１の表示部３１は、例えば液晶表示装置の他に、有機ＥＬ装置、蛍光表示装置等、特に種類は限定されない。また、表示部３１に表示される圧力は、ディフォルトとしてｍｍＨｇとしているが、内部スイッチやモード選択ボタン３９などで、ｋＰａ表示に変更できようにしてもよい

図示した本発明の実施形態では、ワイヤー１２を自動巻き取り部１３により巻き上げる前の状態では空気袋１４の端部１４Ａと空気袋１４の他の端部１４Ｂとが重なり合うようになっており、および血圧測定時にワイヤー１２を自動巻き取り部１３により巻き上げた状態でも空気袋１４の端部１４Ａと空気袋１４の他の端部１４Ｂとは重なり合うようにワイヤー１２により保持されている。すなわち、空気袋１４の端部と空気袋１４の他の端部とは常に重なり合うようにワイヤー１２により保持されている。
しかし、これに限らず、ワイヤー１２を自動巻き取り部１３により巻き上げる前の状態では空気袋１４の端部１４と空気袋１４の他の端部１４Ｂとが必ずしも重なり合ってはいないが、血圧測定時にワイヤー１２を自動巻き取り部１３により巻き上げた状態では空気袋１４の端部１４Ａと空気袋１４の他の端部１４Ｂとは重なり合うようにワイヤー１２により保持されているようにしても良い。

上述した本発明の実施形態では、電子血圧計は、血圧測定方式として腕帯部の圧力信号に重畳している圧脈波（オシロメトリック法）が用いられ、血圧測定を行うようになっているが、リバロッチ・コロトコフ法等の他の血圧測定方式を採用しても良い。

１・・・電子血圧計、２・・・腕帯部、１０・・・血圧計本体部、１１・・・腕帯部本体、１２・・・ワイヤー（線材の一例）、１３・・・自動巻き取り部、１４・・・空気袋（阻血袋）、１４Ａ・・・空気袋の第１端部（一方の端部）、１４Ｂ・・・空気袋の第２端部（他方の端部）、１５・・・バックキング材、１５Ａ・・・バッキング材の第１端部、１５Ｂ・・・バッキング材の第２端部、１７・・・内布、１８・・・案内板、２０・・・腕帯部本体の第１端部、２１・・・腕帯部本体の第２端部、３０・・・ケーシング、３１・・・表示部、６０・・・ケース、６１・・・電動モータ、６２・・・ウォームギア、６３・・・ウォームホイール、６４・・・巻き取り部材、６５・・・軸受け、Ｔ・・・測定者の上腕

Claims

上腕を腕帯部の挿入部に挿入し、該上腕に空気袋を密着させて血圧を測定する電子血圧計であって、
該腕帯部は、弾性を備えた渦巻形状の帯体をなすバッキング材と、前記バッキング材の内側の全周に配置されている空気袋とを有し、該空気袋を前記上腕に密着させるために、ワイヤーが前記バッキング材の外周に巻き付けられており、前記ワイヤーの一端が前記バッキング材の外側端部に固定されており、かつ、前記ワイヤーの他端が自動巻き取り部に接続されて構成され、該空気袋が前記上腕に密着されると、該空気袋の両端部どうしが重なり合うか一致する構成とし、
該空気袋には案内板を設け、該案内板の先端が前記バッキング材の渦巻形状の中心方向に湾曲した形状を有し、かつ前記空気袋と接触する面を滑らかに形成し、
さらに、制御システムによる制御により、前記腕帯部の巻き上げ前に、前記空気袋に少量の空気が注入されるようにしたことを特徴とする電子血圧計。
前記自動巻き取り部は、電動モータと、前記電動モータの出力軸に固定されたウォームギアと、前記ウォームギアに噛み合わされたウォームホイールと、前記ウォームホイールとともに回転し、前記ワイヤーの端部が取り付けられた巻き取り部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子血圧計。
血圧測定時以外においても、前記空気袋の前記両端部が重なり合うように前記ワイヤーにより保持されていることを特徴とする請求項１に記載の電子血圧計。
前記空気袋と前記バッキング材は、内布により覆われていることを特徴とする請求項１に記載の電子血圧計。
前記渦巻形状の前記バッキング材の内側端が、前記渦巻形状の中心に向けて、鋭角に曲げられていることを特徴とする請求項１に記載の電子血圧計。
前記渦巻き状のバッキング材の内側端の厚みが、渦巻形状の中心に向かって、徐々に薄くなっていることを特徴とする請求項１、請求項５のいずれかに記載の電子血圧計。
前記ワイヤーが線材であり、前記腕帯部に対して、該腕帯部の幅方向に少しずつずれるようにして、ほぼ２周半巻かれていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電子血圧計。