JP6560920B2 - 血圧測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、カフを用いて被検者の血圧を測定する血圧測定装置に関する。

この種の血圧測定においては、成人、小児、新生児といった被検者区分に応じて異なる容積のカフが用いられる。被検者区分が異なると、血圧測定に適したカフの内圧も異なる。一般に、新生児用カフに適した当該内圧の値よりも、小児用カフに適した当該内圧の値は高く、成人用カフに適した当該内圧の値はより高い。したがって、新生児用カフの内圧が成人用カフに適した値とされる事態は回避されねばならない。

上記に鑑みて、血圧測定装置に接続されたカフの種別を自動的に判別する装置が提案されている。特許文献１は、このような装置を開示している。具体的には、送気に伴って上昇するカフの内圧が所定の第一閾値に達してから当該第一閾値よりも高い第二閾値に達するまでの時間に基づいて、カフの種別を判定している。

特開２００５−２６１８２０号公報

本発明は、接続されたカフの種別を自動的に判別する血圧測定装置を改善することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明がとりうる一態様は、カフを用いて被検者の血圧を測定する血圧測定装置であって、
カフに連通するチューブが接続される接続部と、
前記カフの内圧を上昇または低下させる加減圧部と、
前記加減圧部の動作を制御して前記内圧を過渡状態から定常状態、または定常状態から過渡状態にする第一制御部と、
前記内圧を検出する検出部と、
前記内圧の加減方法が異なる複数の制御モードが記憶された記憶部と、
前記検出部により検出された前記内圧が、前記過渡状態の開始から所定時間内に定常状態に達しているかに応じて、前記カフの種別を判定する判定部と、
前記判定部により判定された前記種別に基づいて前記複数の制御モードのいずれかを選び、当該選ばれた制御モードに基づいて前記加減圧部の動作を制御する第二制御部と、
を備えている。

このような構成によれば、カフの内圧が過渡状態に遷移してから所定時間内に定常状態へ遷移済みであるかという、新規な観点に基づいてカフ種別の判定を行なう。すなわち、所定時間は、第一制御部による加減圧部の制御下において容積がより小さいカフの内圧が定常状態に遷移するのに十分な時間として予め定められうる。したがって、接続部に接続されたカフの種別を判定するにあたって、容積がより小さいカフの内圧が定常状態に達する値を上回るような過剰な圧力が印加されない。この事実は、特に身体組織の強度が十分でない新生児が被検者である場合に有効である。

一実施形態に係る血圧測定装置の機能構成を示す図である。 上記の血圧測定装置により行なわれる制御を示すフローチャートである。 上記の血圧測定装置により行なわれる制御を説明するための図である。

図１は、一実施形態に係る血圧測定装置１の機能構成を示している。血圧測定装置１は、カフ２０を用いて被検者の血圧を測定する装置である。血圧測定装置１は、接続部２を備えている。接続部２には、カフ２０に連通するチューブ３０が接続される。

血圧測定装置１は、加減圧部３、第一制御部４、検出部５、記憶部６、判定部７、計時部８、および第二制御部９をさらに備えている。

加減圧部３は、カフ２０の内圧を加圧または減圧するように構成されている。具体的には、血圧測定装置１は、接続部２とチューブ３０を介してカフ２０に連通する通気路１０を備えており、加減圧部３と検出部５は、通気路１０に接続されている。

加減圧部３は、ポンプ機能とバルブ機能を含んでいる。ポンプ機能は、通気路１０を介してカフ２０に空気を送り込むことにより、カフ２０の内圧を上昇させる。バルブ機能は、通気路１０と外気の連通を形成または解除する。ポンプ機能の非動作時において通気路１０と外気が連通されると、カフ２０の内圧は低下する。ポンプ機能の動作時において通気路１０と外気が連通されると、カフ２０の上昇速度が低下する。ポンプ機能とバルブ機能は、それぞれ独立したポンプ装置とバルブ装置によって実現されうる。加減圧部３は、両機能を備える単一の装置により実現されてもよい。

第一制御部４は、加減圧部３の動作を制御してカフ２０の内圧を過渡状態から定常状態、または定常状態から過渡状態にするように構成されている。過渡状態とは、カフ２０の内圧の値が経時的に変化している状態を意味する。定常状態とは、カフ２０の内圧の値に実質的な経時的変化が見られない状態を意味する。上述のように、カフ２０の内圧の加減は、ポンプ機能とバルブ機能を適宜に組み合わせることにより実現できる。第一制御部４は、加減圧部３におけるポンプ機能とバルブ機能の寄与率を調節することにより、カフ２０の内圧を過渡状態または定常状態にするように構成されている。

検出部５は、カフ２０の内圧を検出するように構成されている。検出部５は、圧力センサなどによって実現されうる。

記憶部６は、カフ２０の内圧の加減方法が異なる複数の制御モードを記憶している。複数の制御モードは、新生児モードと成人モードを含んでいる。両モードの具体的な動作については後述する。記憶部６は、メモリ素子、ハードディスク、および可搬型記録媒体の少なくとも一つにより実現されうる。

判定部７は、検出部５により検出されたカフ２０の内圧が上記過渡状態の開始から所定時間内に上記定常状態に達しているかに応じて、カフ２０の種別を判定するように構成されている。所定時間の計時は、計時部８により行なわれる。動作の詳細については後述する。

第二制御部９は、判定部７により判定されたカフ２０の種別に基づいて、記憶部６に記憶されている複数の制御モードのいずれかを選択し、当該選択された制御モードに基づいて加減圧部３の動作を制御するように構成されている。動作の詳細については後述する。

次に、図２と図３を参照しつつ、血圧測定装置１の具体的な動作について説明する。図２は、血圧測定装置１により実行される動作を説明するフローチャートである。図３は、血圧測定装置１によって実現されるカフ２０の内圧の経時的変化を示している。実線は、カフ２０が比較的小さい新生児用カフの場合における内圧変化特性Ｐ１を示している。破線は、カフ２０が比較的大きい新生児用カフの場合における内圧変化特性Ｐ２を示している。一点鎖線は、カフ２０が比較的小さい成人用カフの場合における内圧変化特性Ｐ３を示している。二点鎖線は、カフ２０が比較的大きい成人用カフの場合における内圧変化特性Ｐ４を示している。

まず、第一制御部４により加減圧部３が駆動され、カフ２０の加圧が開始される（ステップＳ１）。判定部７は、検出部５により検出されるカフ２０の内圧に基づいて、カフ２０の内圧が過渡状態に遷移したかを判断する（ステップＳ２）。図３に示されるようにカフ２０の内圧が上昇を開始すると、カフ２０の内圧が過渡状態に遷移したことが判断される（ステップＳ２においてＹＥＳ）。判定部７は、過渡状態への遷移が検出されるまで、上記の判断処理を繰り返す（ステップＳ２においてＮＯ）。

過渡状態への遷移が判断されると、計時部８が計時を開始する（ステップＳ３）。図３における時点ｔ１は、計時の開始時点を示している。

判定部７は、過渡状態の開始時点（すなわち計時の開始時点）ｔ１から所定時間が経過したかを判断する（ステップＳ４）。本例においては、図３における時点ｔ１から時点ｔ２までの時間が、上記の所定時間に対応する。判定部７は、所定時間の経過が検出されるまで、上記の判断処理を繰り返す（ステップＳ４においてＮＯ）。

所定時間の経過が検出されると（ステップＳ４においてＹＥＳ）、判定部７は、検出部５により検出されるカフ２０の内圧に基づいて、カフ２０の内圧が定常状態に遷移済みであるかを判断する（ステップＳ５）。

所定時間が経過した時点ｔ２においてカフ２０の内圧が定常状態に遷移済みであることが判断されると（ステップＳ５においてＹＥＳ）、判定部７は、接続部２に接続されたカフ２０が新生児用であると判定する。この場合、第二制御部９は、記憶部６に記憶されている新生児モードに基づいて、加減圧部３の動作を制御する（ステップＳ６）。

例えば、図３における内圧変化特性Ｐ１とＰ２は、時点ｔ２において内圧の値に実質的な変化がなく、定常状態に遷移済みであるとみなせる。そのため、判定部７は、当該内圧変化特性を示すカフ２０が新生児用カフであると判定する。

第二制御部９により実行される新生児モードは、カフ２０の内圧を時点ｔ２における値よりも一旦低下させる第一期間と、続いて時点ｔ２における値よりも上昇させる第二期間とを含んでいる。被検者の血圧の測定は、第二期間において行なわれる。第二制御部９は、加減圧部３のポンプ機能とバルブ機能を適宜に組み合わせてこの動作を実現する。例えば、第一期間においては、加減圧部３のポンプ機能により実現される送気能力を相対的に低くすることにより、カフ２０の内圧が低下する。第二期間においては、加減圧部３の排気能力を低下させるか無効にすることにより、血圧測定のための内圧上昇を可能にする。

所定時間が経過した時点ｔ２においてカフ２０の内圧が定常状態に遷移済みでないことが判断されると（ステップＳ５においてＮＯ）、判定部７は、接続部２に接続されたカフ２０が成人用であると判定する。この場合、第二制御部９は、記憶部６に記憶されている成人モードに基づいて、加減圧部３の動作を制御する（ステップＳ７）。

例えば、図３における内圧変化特性Ｐ３とＰ４は、時点ｔ２において内圧の値が上昇しており、依然として過渡状態にあるとみなせる。そのため、判定部７は、当該内圧変化特性を示すカフ２０が成人用カフであると判定する。

第二制御部９により実行される成人モードは、カフ２０の内圧を比較的低い圧力勾配で上昇させ続ける第一期間と、続いて比較的高い圧力勾配で上昇させる第二期間とを含んでいる。被検者の血圧の測定は、第二期間において行なわれる。第二制御部９は、加減圧部３のポンプ機能とバルブ機能を適宜に組み合わせてこの動作を実現する。例えば、第二期間においては、加減圧部３のバルブ機能により実現される排気能力を低下させるか無効にすることにより、血圧測定のための内圧上昇を可能にする。

以上説明したように、本実施形態に係る血圧測定装置１においては、カフ２０の内圧が過渡状態に遷移してから所定時間内に定常状態へ遷移済みであるかという、新規な観点に基づいてカフ種別の判定を行なう。すなわち、所定時間は、第一制御部４による加減圧部３の制御下において新生児用カフの内圧が定常状態に遷移するのに十分な時間として予め定められうる。所定時間の例としては、１秒が挙げられる。接続部２に接続されたカフ２０の種別を判定するにあたって、新生児用カフの内圧が定常状態に達する値を上回るような過剰な圧力が印加されない。この事実は、特に身体組織の強度が十分でない新生児が被検者である場合に有効である。

判定部７によってカフ２０が新生児用であると判定されると、第二制御部９によってカフ２０の内圧が一旦低下される。これにより、身体組織の強度が十分でない新生児に対しするカフ２０による圧迫圧の累積を抑制できる。また、内圧が一旦低下された状態から血圧測定用の加圧が開始されるため、血圧分布が比較的低い新生児に対し、加圧測定を有効に実施できる。

本実施形態に係る血圧測定装置１において、計時部８は、検出部５により検出されたカフ２０の内圧が過渡状態の開始（時点ｔ１）から定常状態に達するまでの時間を計測するように構成されうる。図３に示される内圧変化特性Ｐ１の場合、時間Ｔ１が当該時間に相当する。同様に、内圧変化特性Ｐ２の場合は時間Ｔ２が当該時間に相当し、内圧変化特性Ｐ３の場合は時間Ｔ３が当該時間に相当し、内圧変化特性Ｐ４の場合は時間Ｔ４が当該時間に相当する。

同じ被検者区分（新生児、成人など）に属するカフであっても、容積が異なれば定常状態に達するまでの時間（時定数）は異なる。具体的には、容積Ｖと定常状態に達するまでの時間（時定数）τの関係は、次式で表される。

Ｐ＝Ｐ１［１−ｅｘｐ（−ｔ／τ）］
τ＝Ｖ・Ｒ

ここで、Ｐはカフ２０の内圧であり、Ｐ１は、定常状態におけるカフ２０の内圧であり、Ｒは、通気路１０とチューブ３０を含む流路の抵抗である。

したがって、判定部７は、計時部８により計時された当該時間（時定数）τに基づいて、カフ２０の種別を判定するように構成されている。例えば、同じ新生児用に属するカフであっても、時間Ｔ１とＴ２の長短に基づいて比較的小容積のものと比較的大容積のものが区別されうる。同様に、同じ成人用に属するカフであっても、時間Ｔ３とＴ４の長短に基づいて比較的小容積のものと比較的大容積のものが区別されうる。

本例においては、区別される四通りのカフ種別に応じて内圧の加減方法が異なる四通りの制御モードが、記憶部６に記憶されている。第二制御部９は、判定部７により判定されたカフ種別に応じて、当該四通りの制御モードのいずれかを選択し、選択された当該制御モードの一つに基づいて加減圧部３の動作を制御するように構成されている。

この場合、特に容積の観点から、カフ種別のより詳細な区別が可能になる。そして当該詳細な区別に基づいた血圧測定時の加減圧部３の動作が適切に行なわれうる。

本実施形態に係る血圧測定装置１において、第二制御部９は、記憶部６に記憶された複数の制御モードのいずれかを選択し、当該制御モードに基づく加減圧部３の動作制御を開始するにあたって、加減圧部３の動作を停止させないように構成されうる。

図３に示される例においては、時点ｔ２において新生児モードが選択されると、第二制御部９は、加減圧部３の送気機能を停止させることなく相対的に低下させることによってカフ２０の内圧を低下させ、続く血圧測定用の加圧過程に移行している。また、時点ｔ２において成人モードが選択されると、第二制御部９は、加減圧部３の送気機能を停止させることなく維持することにより、続く血圧測定用の加圧過程に移行している。

このような構成によれば、カフ２０の種別判定に際して加減圧部３の動作を停止させる必要がなく、血圧測定用の加圧過程へのシームレスな移行がなされうる。したがって、より迅速な血圧測定が可能になる。

本実施形態に係る血圧測定装置１において、第一制御部４は、少なくともカフ２０の内圧が過渡状態にある間、加減圧部３を外気に連通させるように構成されうる。具体的には、加減圧部３のバルブ機能により実現される排気機能を少なくとも一部有効にしつつ、ポンプ機能による送気を実施する。

このような構成によれば、定常状態に遷移するカフ２０の内圧を比較的低く維持できる。したがって、特に生体組織の強度が十分でない新生児が被検者である場合において、カフ２０による加圧の負荷を抑制できる。また、定常状態への遷移が比較的早く達成されるため、カフ種別の判定と、後続する血圧測定用の加圧過程への移行を迅速に行なえる。

本実施形態に係る血圧測定装置１において、定常状態におけるカフ２０の内圧（すなわち、新生児用カフを区別するための内圧）は、３０ｍｍＨｇ未満と定められうる。好ましくは、当該内圧は、１５ｍｍＨｇ未満と定められうる。より好ましくは、当該内圧は、５ｍｍＨｇ未満と定められうる。

カフ種別の判定に係る内圧の値を３０ｍｍＨｇ未満とすれば、成人モードが選択されてカフ２０の内圧が一旦低下されない場合においても、血圧分布の比較的低い被検者に対して加圧測定を有効に行なえる。

カフ種別の判定に係る内圧の値を１５ｍｍＨｇ未満とすれば、IEC 80601-2-30:2009規格において成人被検者に対する「加圧状態」とみなされない。これにより「加圧状態」の継続時間などに係る諸々の制約から自由となり、装置の設計自由度が向上する。

カフ種別の判定に係る内圧の値を５ｍｍＨｇ未満とすれば、IEC 80601-2-30:2009規格において新生児被検者に対する「加圧状態」とみなされない。これにより「加圧状態」の継続時間などに係る諸々の制約からより自由となり、装置の設計自由度がより向上する。

上記の各実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の各実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。また、等価物が本発明の技術的範囲に含まれることは明らかである。

上記の実施形態においては、新生児モードと成人モードのいずれかが実行可能とされている。しかしながら、新生児用カフと成人用カフの中間的な容積を有する小児用カフを区別可能な構成とされてもよい。その場合、上述した新生児用カフを区別するための判定を行なうための所定時間（時点ｔ１から時点ｔ２までの時間）に加えて、第一制御部４による加減圧部３の制御下において小児用カフの内圧が定常状態に遷移するのに十分な時間である別の所定時間（時点ｔ１から時点ｔ２以降の時点までの時間）が予め定められる。

上記の各実施形態において、第一制御部４、判定部７、計時部８、および第二制御部９の機能の少なくとも一部は、通信可能に接続されたプロセッサとメモリの協働により実行されるソフトウェアにより実現されている。プロセッサの例としては、ＣＰＵやＭＰＵが挙げられる。メモリの例としては、ＲＡＭやＲＯＭが挙げられる。しかしながら、第一制御部４、判定部７、計時部８、および第二制御部９の少なくとも一つの機能は、回路素子などのハードウェアにより、あるいはハードウェアとソフトウェアの組合せにより実現されうる。また、第一制御部４、判定部７、計時部８、および第二制御部９のうち少なくとも二つは、共通のプロセッサおよびメモリにより実現されうる。

１：血圧測定装置、２：接続部、３：加減圧部、４：第一制御部、５：検出部、６：記憶部、７：判定部、８：計時部、９：第二制御部、２０：カフ、３０：チューブ

Claims (5)

1. カフを用いて被検者の血圧を測定する血圧測定装置であって、
   カフに連通するチューブが接続される接続部と、
   前記カフの内圧を上昇または低下させる加減圧部と、
   前記加減圧部の動作を制御して前記内圧を過渡状態から定常状態、または定常状態から過渡状態にする第一制御部と、
   前記内圧を検出する検出部と、
   前記内圧の加減方法が異なる複数の制御モードが記憶された記憶部と、
   前記検出部により検出された前記内圧が、第一の定常状態を経て過渡状態にされてから所定時間内に第二の定常状態へ遷移しているかに応じて、前記カフの種別を判定する判定部と、
   前記判定部により判定された前記種別に基づいて前記複数の制御モードのいずれかを選び、当該選ばれた制御モードに基づいて前記加減圧部の動作を制御する第二制御部と、
   を備えており、
   前記第二の定常状態における前記カフの内圧は、前記第一の定常状態における前記カフの内圧よりも高い、
   血圧測定装置。
2. 前記検出部により検出された前記内圧が前記第一の定常状態を経て前記過渡状態にされてから前記第二の定常状態へ遷移するまでの時間を計測する計時部を備えており、
   前記判定部は、前記時間に基づいて前記カフの種別を判定する、
   請求項１に記載の血圧測定装置。
3. 前記第二制御部は、前記加減圧部の動作を停止させることなく、前記複数の制御モードのいずれかを選択し、当該選択された制御モードに基づく制御を開始する、
   請求項１または２に記載の血圧測定装置。
4. 前記第一制御部は、少なくとも前記過渡状態の間、前記加減圧部を外気に連通させる、請求項１から３のいずれか一項に記載の血圧測定装置。
5. 前記第二の定常状態における前記カフの内圧は、３０ｍｍＨｇ未満である、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の血圧測定装置。

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