JP6031607B2 - 血圧計測システム - Google Patents

Description

本発明は、被検者の血圧を計測する技術に関する。

病気（脳疾患等）や事故（交通事故等）による救急の現場では、患者の脳への血流確保が非常に重要である。脳への血流が充分でないと、救命に成功したとしても、患者の脳に深刻な後遺症が残る可能性がある。脳への血流が充分か否かは、主に頚動脈の脈の強さ（血圧）によって判断することができる。

救急の現場では、状況により、血圧計による血圧測定を行うことができないことも多い。その場合、一般には、医師や救急救命士などが患者の頚動脈を指で触診することで、患者の脳への血流が充分か否かを判断する。

また、患者の頚動脈の脈波を検出する装置がある（特許文献１参照）。ここで、脈波とは、身体組織における血液の移動によって生じる容積変化を体表面から波形としてとらえたものをいう。

さらに、脈波は手首の橈骨動脈でも計測でき、脈の強さなどを定量的に計測するニーズが高まっている。なお、この手首の橈骨動脈の触診は、中国医療では脈診として知られており、全身の健康状態が把握できるとされている。

特開平１０−２１１１７２号公報

しかしながら、患者の頚動脈を指で触診する方法では、患者の脳への血流が充分か否かの判断の精度が触診する者によって異なり、安定性に欠けるという問題がある。
また、特許文献１の技術では、患者の頚動脈の脈波の有無は検出できるが、脈波があった場合に、患者の脳への血流が充分か否かを判断することについての言及はない。

そこで、本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、患者等の被検者の所定の計測部位の血圧を安定して計測することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、被検者の所定の計測部位の血圧を計測する血圧計測システムであって、前記血圧の計測時に、前記計測部位が凹むように、測定者の指によって前記計測部位に押し付けられる測定装置と、前記測定装置からの情報に基づいて前記血圧を計測する血圧計測装置と、を備え、前記測定装置は、前記測定装置に対して前記測定者の指を固定する指固定部と、前記指固定部によって固定された前記測定者の指の力によって前記計測部位に加えられた前記測定装置の圧力の情報を検知する第１検知部と、前記第１検知部とともに前記計測部位に接触し前記計測部位の脈による微小な変化を検知する第２検知部と、を有し、前記血圧計測装置は、前記第１検知部から取得した圧力の情報に基づいて平均血圧を計算するとともに、前記平均血圧と、前記第２検知部から取得した圧力の情報とに基づいて、最高血圧と最低血圧を計算する処理部と、前記処理部が計算した結果を表示する表示部と、を備え、前記測定装置は、前記計測部位に押し付けられて動く前記第１検知部に反発力を与える第１バネと、前記計測部位に押し付けられて動く前記第２検知部に反発力を与え、前記第１バネよりもバネ定数が小さい第２バネと、前記測定装置における前記第１検知部および前記第２検知部以外に固定され、磁場を発生させる磁場発生手段と、をさらに備え、前記第１検知部は、前記磁場発生手段が発生させた磁場により、前記計測部位から受けている圧力の大きさに応じた電圧の情報を出力する第１磁場検知手段を含み、前記第２検知部は、前記磁場発生手段が発生させた磁場により、前記計測部位から受けている圧力の大きさに応じた電圧の情報を出力する第２磁場検知手段を含み、前記血圧計測装置は、前記第１磁場検知手段が出力する電圧の大きさと前記第１検知部が前記計測部位から受けている圧力の大きさとの関係を示す第１対応関係情報、および、前記第２磁場検知手段が出力する電圧の大きさと前記第２検知部が前記計測部位から受けている圧力の大きさとの関係を示す第２対応関係情報を記憶する記憶部を、さらに備え、前記処理部は、前記第１磁場検知手段から取得した電圧の情報と前記第１対応関係情報に基づいて平均血圧を計算するとともに、前記平均血圧と、前記第２磁場検知手段から取得した電圧の情報と前記第２対応関係情報に基づいて、最高血圧と最低血圧を計算することを特徴とする。
その他の手段については後記する。

本発明によれば、患者等の被検者の所定の計測部位の血圧を安定して計測することができる。

本実施形態の血圧計測システムの全体構成図である。 本実施形態の測定装置の断面図である。 本実施形態の測定装置を下面側からみた平均血圧検知部および血圧変化量検知部を示した図である。 本実施形態の測定装置の平均血圧検知部、血圧変化量検知部、発信コイル、受信コイル、バネの構成を示す模式図である。 本実施形態の測定装置の動作原理の説明図である。 本実施形態の測定装置の圧力と出力電圧との関係を示す図である。 本実施形態のコイル直列方式の測定装置の動作原理の説明図である。 血管Ｂを押し付けた場合の本実施形態の測定装置の動作の模式図である。 本実施形態の測定装置のコイル間距離と出力電圧との関係を示す図であり、平均血圧Ｐと血圧変化量ΔＰのそれぞれの感度特性を示す図である。 本実施形態の測定装置のコイル間距離と出力電圧との関係を示す図であり、平均血圧Ｐの感度補正（ゲイン調整）した後の感度特性と、血圧変化量ΔＰの感度特性を示す図である。 本実施形態の測定装置のコイル間距離と出力電圧との関係を示す図であり、平均血圧Ｐの感度補正（ゲイン調整）し、さらに平均血圧Ｐのオフセット電圧補正を行った後の感度特性と、血圧変化量ΔＰの感度特性を示す図である。 本実施形態の測定部（測定回路）と入出力回路の構成を示した図であり、入出力回路の詳細構成を示した図である。 本実施形態の血圧計測装置による処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態の血圧計測システムを用いた頚動脈の血圧測定時の出力電圧波形（平均血圧Ｐの波形と血圧変化量ΔＰの波形）の例を示した図である。 本実施形態の測定装置の変形例を示した図である。 本実施形態の測定装置の変形例を示した図である。 本実施形態の測定装置の変形例を示した図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る血圧計測システム１０００は、被検者の所定の計測部位の血圧を計測するシステムであり、測定装置２５と血圧計測装置２６とを備えて構成される。なお、図１の測定装置２５では、図２の測定装置２５と比較して、構成の一部の図示を省略している。測定装置２５には、発信コイル１と、平均血圧（Ｐ）計測用の受信コイル２と、血圧変化量（ΔＰ）計測用の受信コイル３とが配置してある。測定装置２５の詳細構造は図２で後述する。なお、本明細書に記載の平均血圧計測用の受信コイル２とは、被験者の平均血圧を正確に計測する手段ではなく、平均血圧に近い値（最高血圧と最低血圧の間の値）を探索的に計測するための受信コイルである。正確な平均血圧は、計算により求める（後述）。

血圧計測装置２６について説明する。血圧計測装置２６は、測定装置２５からの情報に基づいて被検者の計測部位の血圧を計測するコンピュータ装置であり、入出力回路２７、処理部２８、電源部２９、通信部３０、記憶部３１、音声発生部３２、表示部３３、および、入力部３４を備えて構成される。

入出力回路２７は、測定装置２５の受信コイル２と受信コイル３から受信した電圧の情報を処理部２８に伝える。
処理部２８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実現される。この処理部２８は、受信コイル２と受信コイル３から受信した電圧の情報と、記憶部３１に記憶されている対応関係情報（図６参照）に基づいて、図２の血圧変化量検知部４と平均血圧検知部５に加えられている圧力を計算し、それらの計算結果に基づいて平均血圧、最高血圧、最低血圧を計算する（詳細は後記）。
電源部２９は、血圧計測装置２６における電源供給手段である。

記憶部３１は、各種情報を記憶する手段であり、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などによって実現される。
音声発生部３２は、音声を発生させる手段であり、例えばスピーカによって実現される。音声発生部３２は、例えば、測定装置２５による測定の開始時や終了時にビープ音を発生させたり、測定者に対し、測定装置２５を計測部位に押し付ける力を強めることや弱めることの音声ガイダンスを発生させたりする（詳細は後記）。

表示部３３は、各種表示を行う手段であり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）表示装置によって実現される。表示部３３には、血圧変化量（ΔＰ）、平均血圧（Ｐ）、最高血圧、最低血圧の少なくとも１つ以上を視覚化したインジケータなどが表示される。
入力部３４は、各種情報入力のためにユーザによって操作される手段であり、例えば、キーボードやマウス等によって実現される。

通信部３０は、救急車や病院といった外部のコンピュータ１００１（または通信デバイス）と通信を行い、血圧計測システム１０００の内部のデータをコンピュータ１００１に送信したり、コンピュータ１００１から血圧計測システム１０００に対する制御信号を受信したりする。通信部３０からコンピュータ１００１に送信するデータは、例えば、測定装置２５で測定された平均血圧（Ｐ）と血圧変化量（ΔＰ）の測定データ、血圧計測装置２６の内部の処理部２８で計算され表示部３３に表示される最低血圧、最高血圧、平均血圧（Ｐ）、血圧変化量（ΔＰ）の値などである。血圧計測システム１０００に対する制御信号の内容は、例えば、データ送信のタイミングや血圧計測システム１０００の設定値（例えば図１１のフローチャートに示した測定装置の押す力の強さの設定値など）などである。

図２を用いて、測定装置２５の構成について説明する。測定装置２５は、発信コイル１（磁場発生手段）と、平均血圧（Ｐ）計測用の受信コイル２（磁場検知手段）と、血圧変化量（ΔＰ）計測用の受信コイル３（磁場検知手段）と、血圧変化量検知部４と、平均血圧検知部５と、平均血圧検知部５に対応するバネ６と、血圧変化量検知部４に対応するバネ７と、発信コイル１の基板上に配置されるコネクタ８と、測定装置２５を指で保持するための保持具９（指固定部）および保持ベルト１３１と、全体の構造を保持する保持部１０と、受信コイル３を発信コイル１の基板を介してコネクタ８につなぐためのリード線１１１と、受信コイル２を発信コイル１の基板を介してコネクタ８につなぐためのリード線１２１と、を備えて構成される。なお、図２において、平均血圧検知部５だけハッチングをしているのは、血圧変化量検知部４や保持部１０と見分けやすくするためであり、その他の意図はない。

測定装置２５は、保持具９および保持ベルト１３１で固定された測定者（医師等）の指の力によって被検者の計測部位（例えば、首の頚動脈のある部分）に加えられた圧力の情報を出力する圧力センサの一種であり、具体的には、圧力の大きさに応じた電圧の情報を出力する（詳細は後記）。なお、図２では正確に図示されていないが、例えば、発信コイル１は保持具９の内部空間部分の上面に固着され、さらに保持部１０と発信コイル１は固着されており、発信コイル１と保持具９と保持部１０は固定化された一体構造となっているものとする。

受信コイル３は、中をくりぬいた円形状で、平均血圧検知部５の上部に固着されており、バネ６を介して保持部１０と連結されている。受信コイル２は、円形状で、血圧変化量検知部４の上部に固着されており、バネ７を介して平均血圧検知部５と連結されている。なお、バネ６とバネ７は、図２では便宜上２つずつ以上あるような図示になっているが、例えば、それぞれ、血圧変化量検知部４を取り囲む単一のコイルバネ、平均血圧検知部５を取り囲む単一のコイルバネによって実現するのが、コストや動作安定などの観点から好ましい。

測定装置２５を小型化するため、バネ６とバネ７は、受信コイル２と受信コイル３より下部に配置する構成とした。これにより、距離Ｄ１（血圧変化量ΔＰに対応する距離）と距離Ｄ２（平均血圧Ｐに対応する距離）を小さくでき（例えば２ｍｍ程度）、高感度（高ＳＮ）および高精度計測が可能となる。また、バネ６とバネ７とは上記のように実質的に直列の接続とすることにより測定装置２５の小型化が可能となる（図７参照）。バネ６とバネ７が直列接続でも正確に血圧を計測するため、バネ６のバネ定数はバネ７のバネ定数より大きな値（硬いバネ）としている。以上の構造により、小型の測定装置２５を用いて、指によって測定装置２５を計測部位に対して一定圧力で押さえたときに、平均血圧（Ｐ）とともに、微小変動の脈波に追随する血圧変化量（ΔＰ）の計測を、簡易かつ正確に行うことができる。

図３は、測定装置２５の下面側から見た、血圧変化量検知部４と平均血圧検知部５の構成を示している。図３に示すように、測定装置２５の下面側は、血圧変化量検知部４の周囲に平均血圧検知部５が配置される同心円状の構成とした。この構成により、計測部位で血圧変化量検知部４が血管Ｂ（図８参照）に当たるような位置で一定圧力（Ｐ）によって測定装置２５を押せば、平均血圧検知部５がその前後の血管Ｂを押さえることができる。

つまり、例えば、手首の橈骨動脈で指による触診をする際、一般に、人差し指、中指、薬指の３つを手首の橈骨動脈に沿って当てて押さえる。その際、脈を一番感じるのは中指であり、その理由は、人差し指と薬指が血管を押さえていることで、その間の中指に対応する血管部分が自由壁運動するためであると考えられる。そこで、測定装置２５では、平均血圧検知部５（人差し指と薬指に相当）が血管Ｂ（図８参照）を押さえることで、その間の血圧変化量検知部４（中指に相当）に対応する部分が自由壁運動し、血圧変化量（ΔＰ）の微弱な変化を高精度で測定できると考えられる。したがって、平均血圧検知部５はバネ定数の大きい硬いバネで押さえる構造とし、血圧変化量検知部４はバネ定数の小さい柔らかいバネで押さえる構造とした。

さらに、血圧変化量検知部４と平均血圧検知部５の構成の斜視図（バネ６とバネ７と発信コイル１と受信コイル２と受信コイル３を含む）を図４に示す。ここでは説明を簡易化するため、発信コイル１と受信コイル２、３との間にそれぞれバネ６とバネ７が配置してある構成として説明する。なお、実際には図２で示したようにバネ６とバネ７は受信コイル２と受信コイル３の下部に配置し、測定装置２５の小型化を図っている。

図３で示したように同心円状に血圧変化量検知部４と平均血圧検知部５を配置するために、発信コイル１と受信コイル２はトグルを巻いた配線パターンのコイルとし、受信コイル３は受信コイル２の外側に配置した。これにより、血圧変化量検知部４と平均血圧検知部５は、受信コイル２と受信コイル３が接触することなく、上下運動が可能となる。このように２つの受信コイル２、３が互いに接触しない位置に平面内に配置することで、距離Ｄ１とＤ２の両方とも距離を短くでき（例えば２ｍｍ程度）、発信コイル１と受信コイル２と受信コイル３とが接近した構成となり高感度化が実現できる。

また、発信コイル１と受信コイル２，３として円形のコイルを用いることにより、平均血圧検知部５または血圧変化量検知部４が偏重によって傾いた場合においても、平均的な距離が計測されるため、正確に距離Ｄ１と距離Ｄ２に対応する電圧を検出することが可能となる。以上の同心円状の構成（ドーナツ状のコイル構成）により、感度が良く、精度の高い計測が可能となる。また、受信コイル２と受信コイル３に対してそれぞれの発信コイルを設けるのではなく、単一の発信コイル１を用いて単一周波数を発信することにより、測定装置２５の小型化、入出力回路２７（図１および図１０参照）の簡易化が可能となる。

図５に測定装置２５と距離計測回路１００２との動作原理を示すための模式図を示す。図４と同様に、図５でも説明を簡易化するため、発信コイル１と受信コイル２、３との間にそれぞれバネ６とバネ７が配置してある構成として説明する。測定装置２５では、発信コイル１と受信コイル２は互いに対向し、また、発信コイル１と受信コイル３も互いに対向するように配置されている。

なお、人体Ｈはバネ的性質とダンパ的性質を有するが、バネ的性質のほうが支配的であるので、近似的に、人体Ｈを所定のバネ定数を有するバネであると考える。そして、人体Ｈのバネ定数よりも大きなバネ定数を有するバネ６を予め選択しておく。そうすることで、平均血圧検知部５に力Ｐが加えられたときに、受信コイル３（または受信コイル２）と発信コイル１が接しないようにでき、距離Ｄ１と距離Ｄ２の距離に応じた出力電圧を得る役割を維持できる。

次に、被検者の血圧の計測時に、被検者の計測部位が凹むように、測定装置２５が測定者の指の力によって計測部位に押し付けられたときの測定装置２５の動作について説明する。
まず、交流発振源１２は、特定の周波数（例えば、２０ｋＨｚ）を持つ交流電圧を生成する。その交流電圧はアンプ１１によって特定の周波数を持つ交流電流に変換され、その変換された交流電流が発信コイル１に流れる。発信コイル１を流れる交流電流によって発生した磁場は、受信コイル２と受信コイル３に誘導起電力を発生させる。なお、受信コイル２と発信コイル１との距離Ｄ１が小さいほど受信コイル２の誘導起電力は大きく、同様に、受信コイル３と発信コイル１との距離Ｄ２が小さいほど受信コイル３の誘導起電力は大きい。

誘導起電力によって受信コイル２に発生した交流電流（周波数は交流発振源１２によって生成された交流電圧の周波数と同じ）は、プリアンプ１３によって増幅され、増幅後の信号が全波整流回路１４（または検波回路）に入力される。全波整流回路１４では、誘導起電力によって受信コイル２に発生した交流波形を全て正方向の波形として整流する。また、全波整流回路１４の代わりに検波回路を使用する場合は、交流発振源１２によって生成された特定の周波数又は２倍周波数によって、前記した増幅後の信号の検波を行う。そのため、交流発振源１２の出力を、参照信号（図５には不図示）として検波回路（図５には不図示）の参照信号入力端子に導入する。全波整流回路１４（または検波回路）からの電圧の情報（出力信号）は、ローパスフィルタ１５を通過した後、図１０に記載の入出力回路２７の差分回路１６に導入される。

また、同様に誘導起電力によって受信コイル３に発生した交流電流（周波数は交流発振源１２によって生成された交流電圧の周波数と同じ）は、プリアンプ１９によって増幅され、増幅後の信号が全波整流回路２０（または検波回路）に入力される。全波整流回路２０では、誘導起電力によって受信コイル２に発生した交流波形を全て正方向の波形として整流する。また、全波整流回路２０の代わりに検波回路を使用する場合は、交流発振源１２によって生成された特定の周波数又は２倍周波数によって、前記した増幅後の信号の検波を行う。そのため、交流発振源１２の出力を、参照信号（図５には不図示）として検波回路（図５には不図示）の参照信号入力端子に導入する。全波整流回路２０（または検波回路）からの電圧の情報（出力信号）は、ローパスフィルタ２１を通過した後、図１０に記載の入出力回路２７のオフセット／ゲイン調整回路２２に導入される。

なお、血圧変化量検知部４または平均血圧検知部５（計測部位）に加えられる圧力（力ΔＰまたは力Ｐ）と、ローパスフィルタ１５またはローパスフィルタ２１から得られる出力信号によって表される電圧の大きさとの関係は、図６に示す通りである。図６の範囲Ｗは、人間の血圧として考えられる範囲を示す。距離計測回路１００２が出力する電圧の大きさと、血圧変化量検知部４または平均血圧検知部５に加えられている圧力の大きさとの図６に示す対応関係情報を、力Ｐおよび力ΔＰのそれぞれに対して別々に（つまり、第１対応関係情報、第２対応関係情報として）、血圧計測装置２６の記憶部３１（図１参照）に予め記憶しておく。なお、図６に示す出力電圧と圧力の関係を、所定の関数、最小二乗法などによって関数化しておけば、出力電圧を圧力に変換する際の精度を高めることができる。

図７に、測定装置２５を小型化する場合（図２に示した構造）に採用される、バネ６とバネ７の直列接続の場合の測定装置２５と距離計測回路１００２との動作原理を示すための模式図を示す。図５と異なる点は、平均血圧検知部５に固着してある受信コイル３と一体構造となっている固定部４１と受信コイル２との間にバネ７が接続され、バネ６とバネ７が実質的に直列接続されているところである。バネ６とバネ７が直列接続されていることにより、平均血圧まで押し当てる血圧計測時はバネ６のみが圧縮されるため、バネ７は血圧変化量ΔＰの微小変動に追従する程度の変位量を有する短い長さのバネでよく、測定装置２５のさらなる小型化が可能となる。また、バネ７をバネ定数の小さいバネにすることができるため、ΔＰの精度がより高い計測を実現できる。

次に、血圧計測時の測定装置２５の動作と血管（動脈）の状態について説明する。図８に示すように、測定者が指４０によって測定装置２５を所定の力で人体Ｈに押し付けた場合に、血管Ｂの周辺を平均血圧検知部５で平均血圧と同じ圧力（平均血圧に近い圧力も含む。以下同様）（Ｐ）で押さえることで、血管Ｂ内圧（Ｐ）と力がつりあい、血管Ｂの壁面が自由壁運動する。このつりあう圧力Ｐを平均血圧検知部５で検知し、距離Ｄ２に対応する電圧に基づいて、平均血圧と同じ圧力（Ｐ）を検出できる。平均血圧と同じ圧力（Ｐ）で押さえられた状態では、血管Ｂの自由壁運動による上下運動が、皮膚の上下運動として現れる。血圧変化量検知部４がこの皮膚の上下運動に追従することで、距離Ｄ１が変化し脈波に対応する電圧を検出できる。

次に、図５または図７に示した構成で血圧を計測した場合の、コイル間距離と出力電圧との関係を図９Ａに示す。受信コイル２（円形コイル）と受信コイル３（ドーナツ状コイル）の形状が異なるため、距離Ｄ１、距離Ｄ２と出力電圧（ローパスフィルタ１５の出力とローパスフィルタ２１の出力）とのそれぞれの関係は、Ｐの感度曲線３５とΔＰの感度曲線３６とで図示したように異なる。一方、図８に示した測定装置２５による測定時には、測定装置２５を一定圧力（平均血圧に近い圧力）まで押し付けるため、血圧変化量検知部４と平均血圧検知部５は同時に同じ距離ＤＨだけ（図９Ａの矢印参照）縮む。距離ＤＨだけ縮むと、Ｐの感度曲線３５上の点Ｆ２からＦ１まで移動するため、出力電圧はＶＦ２からＶＦ１まで変化する。

また、ΔＰの感度曲線３６上では、点Ｅ２からＥ１まで変化するため、出力電圧はＶＥ２からＶＥ１まで変化する。そのため、Ｅ１とＦ１で計測される電圧変化量（ＶＥ１−ＶＥ２）と（ＶＦ１−ＶＦ２）はそれぞれ大きなオフセット電圧が発生するという問題が生じる。この問題を解決する最も簡単な方法は大きなオフセット電圧をキャンセルするために回路的にハイパスフィルタを入れる方法である。しかし、大きなオフセット電圧が生じてしまうと、ハイパスフィルタのカットオフ周波数の逆数となる時定数（例えばカットオフ周波数１Ｈｚの場合は、逆数の１秒が時定数）によって、ベースライン（ゼロボルトライン）までなかなか戻ってこないという新たな課題が生じる。さらには、アナログ／デジタル変換を行う場合の１ビットあたりの電圧が大きくなり詳細な電圧が記録できないという課題も生じる。このオフセット電圧の問題を解決するには、Ｅ１とＦ１で計測される電圧変化量（ＶＥ１−ＶＥ２）と電圧変化量（ＶＦ１−ＶＦ２）とを電圧差分することが簡易であるが、図９Ａのままでは、大きな電圧差が生じているために引き算しても大きな残留電圧が残り電圧差分処理が有効ではない。

そこで、図９Ｂに示すように、Ｐの感度曲線３５をＰの感度曲線３５Ｂのように感度曲線３６とほぼ同等の傾きの曲線になるように、Ｐの出力のゲインを調整することによって、点Ｆ１Ｂと点Ｆ２Ｂでの電圧変化量（ＶＦ１Ｂ−ＶＦ２Ｂ）は電圧変化量（ＶＥ１−ＶＥ２）とほぼ等しくなる。さらに、図９Ｂに示すように、Ｐの感度曲線３５ＢとΔＰの感度曲線３６とのオフセット電圧が等しくなるようにオフセット電圧Ｖｏｆｆを調整する。図９Ｃに示すようにオフセット電圧Ｖｏｆｆの調整により、Ｐの感度曲線は感度曲線３５Ｃのようになり、２つの出力はＦ１ＣとＦ２Ｃになることになり、電圧差分処理により、血圧測定時のコイル間距離が個人ごとで異なっていても常にオフセット電圧がゼロ（ほぼゼロも含む。以下同様）となる。

以上のようにＰの感度曲線を補正するゲイン補正およびオフセット電圧補正を行い、電圧差分処理を行うことによって、血圧測定時のコイル間距離が個人ごとで異なっていてもオフセット電圧を常にゼロにでき、安定に測定精度良く計測が可能となる。なお、図６に示した圧力と電圧出力の関係をあらかじめ記憶しておくことによって、血圧測定時のコイル間距離が個人ごとで異なっていても、正確に電圧出力から圧力に変換することができる。

図１０に、図９Ａ〜９Ｃで示した感度曲線の補正を含めた処理手法を行う入出力回路２７の回路構成図を示す。感度曲線の補正（図９Ａ→図９Ｂ→図９Ｃ）はオフセット／ゲイン調整回路２２によって実現し、電圧差分処理は差分回路１６によって実現される。差分回路１６からの出力は、出力電圧全体のオフセットを調整するオフセット調整回路１７と、周波数帯域を脈波の周波数だけに限定するバンドパスフィルタ１８を通って、ΔＰの出力２３となる。また、Ｐの出力２４は、オフセット／ゲイン調整回路２２の出力をそのまま得る構成とする。以上のように、Ｐの感度曲線を補正するゲイン補正およびオフセット電圧補正と、電圧差分処理を回路上で行うことによって、ΔＰの電圧として、オフセット電圧のない出力を得ることができる。このようにオフセット電圧がない状態が得られれば、アナログ／デジタル変換する場合の１ビットあたりの分解能も高く構成でき、安定に測定精度良く計測が可能となる。

次に、図１１のフローチャートを参照して（適宜他図参照）、血圧計測装置２６の処理について説明する。
ステップＳ１において、処理部２８は、計測を開始したか否かを判断し、Ｙｅｓの場合はステップＳ２に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１に戻る。この計測を開始したか否かの判断について、具体的には、例えば、血圧計測装置２６の入力部３４においてユーザによる所定の操作があったときに計測開始と判断してもよいし、あるいは、受信コイル２または受信コイル３からの出力電圧が所定値を超えたときに計測開始と判断してもよいし、さらに、その他の方法によって判断してもよい。

ステップＳ２において、処理部２８は、測定装置２５を押す力の強さが、強いか、適切か、弱いかを判断する。このステップＳ２での判断は、例えば、所定の閾値に基づいて判断すればよい。なお、測定装置２５を押す力の強さが「適切」であるためには、少なくとも、血圧変化量検知部４または平均血圧検知部５に加えられる圧力が図６の範囲Ｗ内に収まっている必要がある。

測定装置２５を押す力が弱い場合（ステップＳ２で「弱い」）、ステップＳ３において、処理部２８は、音声発生部３２を用いて、測定者に対し、測定装置２５をもっと強く押すことを促す音声ガイダンスを行い（ステップＳ３）、ステップＳ２に戻る。測定装置２５を押す力が強い場合（ステップＳ２で「強い」）、ステップＳ４において、処理部２８は、音声発生部３２を用いて、測定者に対し、測定装置２５をもっと弱く押すことを促す音声ガイダンスを行い（ステップＳ４）、ステップＳ２に戻る。測定装置２５を押す力が適切な場合（ステップＳ２で「適切」）、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、処理部２８は、入出力回路２７からの出力２４（図１０参照）と、記憶部３１に記憶されている受信コイル３に関する対応関係情報（図６参照）に基づいて平均血圧を計算し、ステップＳ６に進む。具体的には、例えば、出力２４と受信コイル３に関する対応関係情報から得られた圧力の値をそのまま平均血圧としてもよいし、あるいは、さらに所定の補正処理をすることで平均血圧を算出してもよい。平均血圧の補正処理としては、例えば、簡易な方法として出力２３の波形振幅（脈波の振幅値）が最大になる出力２４の値を平均血圧とする方法がある。そのほかの平均血圧の補正処理としては、指で圧力を０から加え初めて出力２３の波形振幅（脈波の振幅値）が出始めた出力２４（出力２３の最大波形振幅の例えば１／１０）の第１の値と、さらに圧力を指で加えていき出力２３の波形振幅（脈波の振幅値）が消失していく出力２４（出力２３の最大波形振幅の例えば１／１０）の第２の値を取得し、第１の値と第２の値との中点を平均血圧とする方法がある。

ステップＳ６において、処理部２８は、入出力回路２７からの出力２３（図１０参照）と、記憶部３１に記憶されている受信コイル２に関する対応関係情報（図６参照）に基づいて、血圧変化量（ΔＰ）を計算し、その血圧変化量（ΔＰ）とステップＳ５で計算した平均血圧（Ｐ）に基づいて最高血圧と最低血圧を計算し、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、処理部２８は、平均血圧と最高血圧と最低血圧を表示部３３に表示し、処理を終了する。なお、ステップＳ７では、表示部３３に、平均血圧（Ｐ）、最高血圧、最低血圧の少なくとも１つ以上を視覚化したインジケータを併せて表示するようにしてもよい。

図１２に、本実施形態に係る血圧計測システム１０００を用いた頚動脈の血圧測定時の出力電圧波形の例を示す。図１２では、図１０で示した出力２４のＰの出力電圧波形１２０１と、図１０で示した出力２３のΔＰの出力電圧波形１２０２を示している。頚動脈の血圧測定時に、測定装置２５を平均血圧近くまで数秒かけて押すため、Ｐの出力電圧波形１２０１は、それに対応して数秒かけて値が上昇している。Ｐの出力電圧波形１２０１において、約１８秒〜約２７秒の間の安定した部分が平均血圧に対応した出力電圧であり、約２７秒から後の部分は測定装置２５を強く押しすぎている場合の出力電圧である。

一方、ΔＰの出力電圧波形１２０２は、出力電圧波形１２０１の数秒かけた値の上昇にもかかわらず、それにともなうオフセットがないことがわかり、本実施形態で説明したオフセット／ゲイン調整回路２２（図１０参照）と差分回路１６による処理が非常に有効であることがわかる。また、ΔＰの出力電圧波形１２０２では、約１８秒〜約２７秒の間、明瞭に脈波が計測できており、この波形から最低血圧と最高血圧の算出を、例えば以下のように行うことができる。なお、ΔＰの出力電圧波形１２０２における０〜４秒の間に発生している電圧は、アーチファクト（ノイズ）である。

平均血圧（Ｐ） ＝出力電圧波形１２０１の電圧から計算される圧力 ・・・（１）
血圧変化量（ΔＰ）＝出力電圧波形１２０２の最大電圧と最小電圧との差分電圧から計算される圧力変化量 ・・・（２）
（１）と（２）で計算された値を用いて、最高血圧と最低血圧は以下のように計算できる。
最高血圧＝平均血圧（Ｐ）＋（ΔＰ）／２ ・・・（３）
最低血圧＝平均血圧（Ｐ）−（ΔＰ）／２ ・・・（４）

このように、本実施形態の血圧計測システム１０００によれば、測定者（医師等）は、保持具９と保持ベルト１３１によって指に固定された測定装置２５を被検者の計測部位に押し付けることで、平均血圧検知部５によって平均血圧を知り、血圧変化量検知部４によって血圧変化量（脈波の変動）をとらえることができるので、被検者の計測部位の血圧を安定して計測することができる。

また、測定装置２５を図２のような発信コイル１と受信コイル２，３より下にバネ６，７を配置する構成としたことで、片手で取り扱えるほどの測定装置２５の小型化や、指に対する測定装置２５の着脱の容易化を実現することができ、救急車内など、狭い場所でも被検者の計測部位の血圧を容易に計測することができる。また、測定装置２５は、保持具９と保持ベルト１３１によって測定装置２５に対して指を固定し、その指で測定装置２５に加力するように構成したことで、測定者が脈波を指で感じることができ、適切な計測部位を特定できるなど、高い操作性を実現できる。

また、平均血圧検知部５で検出された電圧情報に対してオフセット／ゲイン調整回路２２を用いて感度曲線の補正を行い、差分回路１６によって電圧差分処理を行うことにより、血圧測定時のコイル間距離が個人ごとに異なっていても、オフセット電圧を常にゼロに保つことができ、安定した精度良い血圧計測が可能となる。

また、測定装置２５には平均血圧検知部５を配置し、血管Ｂ（図８参照）を平均血圧とほぼ同じ圧力で適度に押さえ付けることで、血圧変化量検知部４に接する計測部位の脈波の変動を大きくさせ、血圧を高精度で測定することができる。

なお、血圧計測の方法として、例えば、体表面の変位を空気圧に変換する方法も考えられるが、血管壁、脂肪、皮膚等の組織特性の個人差や、他の音波等のノイズ等のため、高い精度を期待できない。一方、本実施形態では、体表面に生じる圧そのものをバネ６とバネ７によって変位に変換し、その変位を磁気的に計測しているため、前記した組織特性の個人差やノイズの問題もほとんどなく、高い計測精度を期待できる。

（変形例）
次に、図１３Ａ〜１３Ｃを参照して、測定装置２５の変形例について説明する。なお、図１３Ａ〜１３Ｃでは、血圧変化量検知部４と平均血圧検知部５の個数や相対的位置のみ示している。

図１３Ａに示すように、この変形例の測定装置２５では、血圧変化量検知部４が３つ設けられ、それらを囲むように平均血圧検知部５が配置されている。このように、血圧変化量検知部４を複数にすることで、３つの血圧変化量検知部４からの電圧の平均を使用する、あるいは、３つの血圧変化量検知部４のうちもっとも電圧値の高い電圧の情報だけを使用するなど、より高自由度で高精度な血圧計測を行うことができる。あるいは、３つの血圧変化量検知部４からの電圧をそれぞれ検出し、中国医療で行われている３つの指によって計測される手首の橈骨動脈の脈診への応用も可能である。

次に、図１３Ｂに示すように、この変形例の測定装置２５では、血圧変化量検知部４と平均血圧検知部５が一組になったものが３組設けられている。このように、血圧変化量検知部４と平均血圧検知部５が一組になったものを複数にすることで、複数部位において同時計測でき、より高自由度で高精度な血圧計測を行うことができる。なお、図１３Ａと同様に図１３Ｂの構成でも中国医療で行われている３つの指によって計測される手首の橈骨動脈の脈診への応用も可能である。

次に、図１３Ｃに示すように、この変形例の測定装置２５では、平均血圧検知部５は２つ設けられ、平均血圧検知部５の一方、血圧変化量検知部４、平均血圧検知部５の他方が、この順で一直線上に配置されている。このように配置することで、例えば、手首の橈骨動脈のように近傍に腱等があって細長いエリアでしか押圧できない部位で血圧を計測する場合であっても、血圧計測を行うことができる。

図１３Ａと同様に図１３Ｃの構成でも、中国医療で行われている３つの指によって計測される手首の橈骨動脈の脈診への応用も可能である。ただし、図１３Ｃに示す平均血圧検知部５が独立に２つ配置したその内側に血圧変化量検知部４が配置される構成では、測定装置２５の向きによって、十分に血管Ｂを平均血圧検知部５が押さえることができない（平均血圧検知部５が血管Ｂからずれている）場合が生じやすいという問題がある。したがって、図３に示した同心円状に血圧変化量検知部４と平均血圧検知部５を配置するのが最適な配置である。

以上で本実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
例えば、保持具９と保持ベルト１３１の代わりに、例えば、略円筒形の指サック形状の部材によって測定装置２５に対して指を固定するようにしてもよい。そうすれば、指が測定装置２５から離れる可能性がより低減し、血圧の計測がより安定する。

また、測定装置２５から血圧計測装置２６へのデータ送信時や、血圧計測装置２６からコンピュータ１００１へのデータ送信時には、データの暗号化を行ってもよい。
また、測定装置２５から血圧計測装置２６へのデータ送信は、無線によってでもよい。

また、図１１のフローチャートのステップＳ２〜Ｓ５の変形例として、ステップＳ２で平均血圧を暫定的に計算し、その暫定的に計算した平均血圧の値がそれ以上大きくならないようになるまで、音声発生部３２を用いて、測定者に対し、測定装置２５を計測部位に押し付ける力を強めることと弱めることの音声ガイダンスをくり返し、暫定的に計算した平均血圧の値が最大と判断した場合に、それを平均血圧とするようにしてもよい。

また、例えば、図２では、血圧変化量検知部４や平均血圧検知部５を、それぞれ、一体の部材として図示しているが、バネ６，７などと一緒に組み立てる都合上、２つの部材をネジ止めする構造としてもよい。

なお、平均血圧検知部５の下面側を円形にする場合、頚動脈測定用であれば外径の直径を２０ｍｍ以下、手首の橈骨動脈測定用であれば外径の直径を３ｍｍ以下にし、測定装置２５等のサイズをそれらに合わせるのが望ましい。
その他、具体的な構成や処理について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

１ 発信コイル
２ 受信コイル（第１検知部。第１磁場検知手段。第１受信コイル）
３ 受信コイル（第２検知部。第２磁場検知手段。第２受信コイル）
４ 血圧変化量検知部
５ 平均血圧検知部
６ バネ（第１バネ）
７ バネ（第２バネ）
８ コネクタ
９ 保持具
１０ 保持部
１１ アンプ
１２ 交流発振源
１３ プリアンプ
１４ 全波整流回路
１５ ローパスフィルタ
１６ 差分回路（差分処理手段）
１７ オフセット調整回路
１８ バンドパスフィルタ
１９ プリアンプ
２０ 全波整流回路
２１ ローパスフィルタ
２２ オフセット／ゲイン調整回路（オフセット／ゲイン調整手段）
２３ 出力（ΔＰ）
２４ 出力（Ｐ）
２５ 測定装置
２６ 血圧計測装置
２７ 入出力回路
２８ 処理部
２９ 電源部
３０ 通信部
３１ 記憶部
３２ 音声発生部
３３ 表示部
３４ 入力部
３５ Ｐの感度曲線
３６ ΔＰの感度曲線
４０ 指
４１ 固定部
１１１ リード線
１２１ リード線
１３１ 保持ベルト
１０００ 血圧計測システム
１００１ コンピュータ
１００２ 距離計測回路
１２０１ 出力２３のＰの出力電圧波形
１２０２ 出力２４のΔＰの出力電圧波形
Ｂ 血管
Ｈ 人体
Ｄ１，Ｄ２，ＤＨ 距離
Ｖｏｆｆ オフセット電圧
ＶＦ１，ＶＦ２、ＶＦ１Ｂ，ＶＦ２Ｂ，ＶＥ１，ＶＥ２ 電圧
Ｅ１，Ｅ２、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ１Ｂ，Ｆ２Ｂ，Ｆ１Ｃ，Ｆ２Ｃ 測定点

Claims (4)

1. 被検者の所定の計測部位の血圧を計測する血圧計測システムであって、
   前記血圧の計測時に、前記計測部位が凹むように、測定者の指によって前記計測部位に押し付けられる測定装置と、
   前記測定装置からの情報に基づいて前記血圧を計測する血圧計測装置と、を備え、
   前記測定装置は、
   前記測定装置に対して前記測定者の指を固定する指固定部と、
   前記指固定部によって固定された前記測定者の指の力によって前記計測部位に加えられた前記測定装置の圧力の情報を検知する第１検知部と、
   前記第１検知部とともに前記計測部位に接触し前記計測部位の脈による微小な変化を検知する第２検知部と、を有し、
   前記血圧計測装置は、
   前記第１検知部から取得した圧力の情報に基づいて平均血圧を計算するとともに、前記平均血圧と、前記第２検知部から取得した圧力の情報とに基づいて、最高血圧と最低血圧を計算する処理部と、
   前記処理部が計算した結果を表示する表示部と、を備え、
   前記測定装置は、
   前記計測部位に押し付けられて動く前記第１検知部に反発力を与える第１バネと、
   前記計測部位に押し付けられて動く前記第２検知部に反発力を与え、前記第１バネよりもバネ定数が小さい第２バネと、
   前記測定装置における前記第１検知部および前記第２検知部以外に固定され、磁場を発生させる磁場発生手段と、をさらに備え、
   前記第１検知部は、前記磁場発生手段が発生させた磁場により、前記計測部位から受けている圧力の大きさに応じた電圧の情報を出力する第１磁場検知手段を含み、
   前記第２検知部は、前記磁場発生手段が発生させた磁場により、前記計測部位から受けている圧力の大きさに応じた電圧の情報を出力する第２磁場検知手段を含み、
   前記血圧計測装置は、
   前記第１磁場検知手段が出力する電圧の大きさと前記第１検知部が前記計測部位から受けている圧力の大きさとの関係を示す第１対応関係情報、および、前記第２磁場検知手段が出力する電圧の大きさと前記第２検知部が前記計測部位から受けている圧力の大きさとの関係を示す第２対応関係情報を記憶する記憶部を、さらに備え、
   前記処理部は、
   前記第１磁場検知手段から取得した電圧の情報と前記第１対応関係情報に基づいて平均血圧を計算するとともに、前記平均血圧と、前記第２磁場検知手段から取得した電圧の情報と前記第２対応関係情報に基づいて、最高血圧と最低血圧を計算する
   ことを特徴とする血圧計測システム。
2. 前記第１磁場検知手段は第１受信コイルであり、
   前記第２磁場検知手段は第２受信コイルであり、
   前記第１受信コイルと前記第２受信コイルとが同じ平面内で上下運動方向に接触しないように、前記第２受信コイルは円形状であり、前記第１受信コイルは前記第２受信コイルの周囲に配置される中をくりぬいた円形状である
   ことを特徴とする請求項１に記載の血圧計測システム。
3. 前記第１磁場検知手段からの電圧の感度特性を、前記第２磁場検知手段からの電圧の感度特性に近づくように調整するオフセット／ゲイン調整手段と、
   前記第２磁場検知手段からの電圧の値から、前記第１磁場検知手段からの電圧の値について前記オフセット／ゲイン調整手段で調整した電圧の値を差分する差分処理手段と、をさらに備え、
   前記処理部は、
   前記差分処理手段からの出力情報を、前記第２磁場検知手段から取得した電圧の情報として使用する
   ことを特徴とする請求項１に記載の血圧計測システム。
4. 前記指固定部は、略円筒形の指サック形状であることを特徴とする請求項１に記載の血圧計測システム。

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