JPS60100935A - 血圧測定装置におけるカフの圧力降下速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカフの圧迫圧力を徐々に降下させつつ血圧測定
を行う型式の血圧測定装置に係り、特に、そのカフの圧
迫圧力降下速度を制御する装置に関するものである。

血圧測定に際して、身体の一部を圧迫するカフ内の気体
、液体等の流体を排出することにより、そのカフの圧迫
圧力を徐々に降下させる型式の血圧測定装置が従来から
提供されている。そして、斯る型式の血圧測定装置にお
いては、オシロメＩ−リンク方式、マイクロホン方式、
或いは超音波方式等の手段によって、カフの圧力降下に
伴って変化する脈波、コロトコフ音、或いは動脈表壁の
拍動等を検出し、最高血圧値、最低血圧値等を決定する
ようになっている。したがって、この種の装置では、カ
フの圧力降下速度が早過ぎると各隣接脈波間等の圧力変
化量が大きくなって血圧測定精度が低下する一方、それ
が遅過ぎる場合には被測定者にうっ血症状等が惹起され
易くなるところから、カフの圧力降下速度はそれ等の釣
合いのとれた所定の速度に制御されることが望ましく、
例えば日本循環器管理協議会においては２〜３ｍ１１ｇ
／秒程度と定められている。

これに対し、カフの圧力降下速度を制御する装置として
、従来より、カフの流体排出路の開閉すイクルを制御す
る型式のものや、排出路の流通面積を制御する型式のも
のが提案されている。しかしながら、前者の場合にはカ
フの圧力が階段状に変化することを避は難く、これを可
及的に防止するためには極めて高速、高精度の開閉制御
が必要とされるのであり、また、後者の場合には流通面
積をきめ細かく調節し得る高精度の流量調節弁や、その
流量調節弁を微妙に制御する制御装置が必要とされる。

このため、装置が高価になるとともに、使用時における
保守、管理等もきめ細か〈実施する必要があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、
その目的とするところは、前述した型式の血圧測定装置
において、特に高い精度を必要とすることなく製造され
得て、しかもカフの圧力降下速度を良好に制御し得るカ
フの圧力降下速度制御装置を提供することにある。

斯る目的を達成するために、本発明に係るカフの圧力降
下速度制御装置は、カフの流体排出路に、流体の流通を
制限する絞り装置とそのカフ内の流体を強制的に排出す
る強制排出装置とを直列に設け、その強制排出装置の排
出量を調節することにより前記カフの圧迫圧力降下速度
を制御するようにしたことを特徴とする。

このようにすれば、カフ内の流体が強制排出装置によっ
て絞り装置を介して強制的に排出され、その強制排出装
置の排出量を調節することによりカフの圧力降下速度が
制御されるため、絞り装置としては単に流体の流通を制
限する作用を果たせば良く、特に高い寸法精度等は要求
されないのである。また、強制排出装置も、絞り装置に
よって流通が制限された流体を強制的に排出する作用を
果たせば良いため、僅かな流体の漏出や排出能力の誤差
等が存在しても何等不都合はなく、それ故微妙な制御も
不要となるのである。したがって、それ等絞り装置、強
制排出装置が比較的安価に構成され得るとともに、使用
時の保守、管理が極めて容易となる。

以下、本発明のいくつかの実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図において、１０は人体の腕部等を圧迫するための
袋状のカフであって、そのカフ１０には、カフ１０内の
圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰを出力する
圧力センサ１２．カフ１ｏ内に液体、気体等の流体を供
給してカフ１ｏを昇圧する供給ポンプ１４．カフ１０内
の圧力を血圧測定終了時に急速に降下させるための急速
排出用電磁弁１６．および血圧測定に際してカフ１ｏの
圧力を徐々に降下させる定速排出用電磁弁１８が接続さ
れている。

圧力セン−’Ｊ−１２から出力される圧力信号ＳＰは、
ローパスフィルタ２ｏおよびバンドパスフィルタ２２に
それぞれ供給される。ローパスフィルタ２０およびバン
ドパスフィルタ２２は共に増幅器を備えて構成され、ロ
ーパスフィルタ２ｏにおいては供給された圧力信号ＳＰ
を増幅した後、人体の脈拍に同期する脈波である振動成
分を除去した圧力信号ＳＰをＡ／Ｄコンバータ２４に供
給する一方、バンドパスフィルタ２２においては供給さ
れた圧力信号ＳＰを増幅した後、その圧力信号ｓｐ中か
ら脈波成分のみを取出した脈波信号ＳＭをＡ／Ｄコンバ
ータ２４に供給する。そして、Ａ／Ｄコンバータ２４に
おいては、供給された圧力信号ＳＰおよび脈波信号ＳＭ
をそれぞれデジタルコード化した圧力信号ＳＰＤ、脈波
信号ＳＭＤに変換した後、Ｉ１０ポート２６に供給する
。

また、前記定速排出用電磁弁１８には、カフ１０内の流
体を外部に排出する排出通路２８が接続されており、そ
の排出通路２８には流体の流通を制限する絞り装置とし
てのオリフィス３０が介在せしめられているとともに、
排出通路２８の先端にはオリフィス３０によって流通が
制限された流体を強制的に排出する強制排出装置として
のモータ駆動式排出ポンプ３２が設けられている。

一方、Ｉ１０ボート２６にはデータバスラインを介して
ＣＰＵ３４．ＲＡＭ３６．ＲＯＭ３８が接続されており
、ＣＰＵ３４はＲＡＭ３６の一時記憶機能を利用しつつ
ＲＯＭ３８に予め記憶されたプログラムに従ってＩ１０
ボート２６に供給される信号を処理し、ポンプ１４およ
び３２．電磁弁Ｉ６および１８にそれぞれ駆動信号ＰＤ
１．ＰＤ２．ＭＤＩ、ＭＤ２を供給する。また、表示器
４０には表示信号ＤＤがＩ１０ボート２６から供給され
て、最高血圧値および最低血圧値を数字表示するように
なっている。

次に、本実施例の作動を説明する。

先ず、図示しない起動スイッチが操作されると、ＣＰＵ
３４が予めＲＯＭ３８に記憶されたプログラムに従って
作動を開始し、電磁弁１６および１８が閉じられるとと
もに供給ポンプ１４が駆動信号ＰＤＩに従って作動させ
られる。このため、カフ１０内に気体、液体等の流体が
供給されてカフ１０の圧力が上昇させられ、カフ１０が
巻き付けられた人体の一部が圧迫される。そして、圧力
信号ＳＰＤが表すカフ１０内の実際の圧力が予め設定さ
れた被測定者の最高血圧値よりも高い最高圧力に到達す
ると供給ポンプ１４の作動が停止させられる。

次に、定速排出用電磁弁１８が開放されるとともに、排
出ポンプ３２が駆動信号ＰＤ２に従って作動させられる
。このとき、排出ポンプ３２のモータ回転速度Ｒは予め
設定された初期値Ｒ８とされており、排出ポンプ３２か
らはこの回転速度Ｒ８に対応した量の流体が排出されて
、カフ１０の圧力が徐々に降下させられることとなる。

そして、このカフ１０の圧力降下に伴って変化する脈波
を検出して最高血圧値、最低血圧値が決定されるのであ
るが、この血圧測定と並行して第２図に示す排出制御ル
ーチンが所定の周期、ずなわちＩ１０ボート２６に供給
される脈波信号ＳＭＤから１つの脈波が検出される毎に
実行される。

以下、この排出制御ルーチンを第２図のフローチャート
に従って説明する。

まず、ステップＳ１が実行されて脈波が検出された時の
圧力信号ＳＰＤが表すカフ１０内の実際の圧力Ｐｎが読
み込まれる。次に、ステップＳ２において１つ前の脈波
検出時におけるカフ１０内の実際の圧力Ｐ　Ｔｌ−１が
すでに読み込まれているか否かが判断され、圧力Ｐ　ｎ
−１が読み込まれていない場合には直ちに排出制御ルー
チンが終了するが、圧力Ｐη−１が読み込まれている場
合にはステップＳ３が実行される。ステップＳ３におい
ては、圧力Ｐｎ−ｔと圧力Ｐｎとの差圧ΔＰが算出され
る。この差圧ΔＰは、−脈波間あたりのカフ１０の圧力
降下量を表している。そして、ステップＳ４においては
、この圧力降下量式Ｐが予め定められた一脈波間あたり
の目標圧力降下量Ａ±αよりも大きいか否かが判断され
る。この目標圧力降下量Ａ±αは、例えば２〜３ＮＨｇ
程度の値に所定の許容幅αを含んで定められている。

圧力降下量ΔＰと目標圧力降下量Ａとの差（ΔＰ−Ａ）
がαよりも大きい場合にはステップＳ５が実行され、排
出ポンプ３２のモータ回転速度Ｒが前記初期値Ｒ，から
補正値ｒ（ΔＰ）を減算した値に設定される。このため
、排出ポンプ３２から排出される流体の排出量が低減せ
しめられて、カフ１０の圧力降下速度が遅くなる。一方
、圧力降下量ΔＰと目標圧力降下貴人との差（ΔＰ−Ａ
）がαよりも大きくない場合にはステップＳ６が実行さ
れて、圧力降下量ΔＰと目標圧力降下量Ａとの差（八Ｐ
−Ａ）が−αよりも小さいか否かが判断され、小さい場
合にはステップＳ７が実行される。ステップＳ７におい
ては、前述のステップＳ５とは逆に排出ポンプ３２のモ
ータ回転速度Ｒが初期値Ｒ，に補正値ｒ（ΔＰ）を加算
した値に設定される。これにより、排出ポンプ３２から
排出される流体の排出量が増加せしめられて、カフ１０
の圧力降下速度が早くなる。なお、ここで補正値ｒ（Δ
Ｐ）は、予め一定の値に設定されたものでも良いが、第
３図に示されるように実際の圧力降下量ΔＰと目標圧力
降下量Ａとの差の大きさく１ΔＰ−Ａ　Ｉ）に従って変
化する関数として設定すれば、カフ１０の圧力降下速度
が一屓迅速に制御され得ることとなる。

上記ステップＳ６において、圧力降下量式Ｐと目標圧力
降下量Ａとの差（ΔＰ−Ａ）が−αよりも小さくない場
合、すなわち圧力降下量ΔＰが予め所定の許容幅を含ん
で設定された目標圧力降下貴人±αの範囲内にある場合
には、ステップＳ８が実行される。ステップＳ８におい
ては、排出ポ０ ンプ３２のモータ回転速度Ｒが初期値Ｒβのままに維持
され、カフ１０の圧力降下速度は変更されない。

そして、以上の排気制御ルーチンは脈波信号ＳＭＤから
脈波が検出される毎に繰り返し実行され、圧力降下量Δ
Ｐが目標圧力降下量Ａ＋αより大きい場合にはステップ
Ｓ５において排出ポンプ３２のモータ回転速度Ｒが補正
値ｒ　（ΔＰ）だけ減算される一方、圧力降下量ΔＰが
目標圧力降下量Ａ−αより小さい場合にはステップＳ７
において排出ポンプ３２のモータ回転速度Ｒが補正値ｒ
　（ΔＰ）だけ加算されることにより、各隣接脈波間に
おけるカフ１０の圧力降下量ΔＰが目標圧力降下量Ａ±
αと一致するように制御されるのである。

なお、第４図の破線はこのようにして制御されたカフ１
０の圧力変化を示したものである。また、排出ポンプ３
２のモータ回転に伴う脈動は、排出ポンプ３２とカフ１
０との間にオリフィス３０が設けられていることにより
、カフ１０内の圧力に対して殆ど影響しないのである。

１ カフ１０の圧力がこのように所定の速度で降下させられ
る際に、図示しないプログラムに従って血圧測定が実行
される。この血圧測定は、前述したようにカフ１０の圧
力降下に伴う脈波の大きさの変化から最高血圧値、最低
血圧値を決定するオシロメトリンク方式によって為され
、その最高血圧値および最低血圧値が表示器４０に数字
表示される。その後、急速排出用電磁弁１６が開放され
て、カフ１０内の流体が急速に排出される。

したがって、本実施例の血圧測定装置によれば、カフ１
０の圧力降下速度が所定の値となるように制御されるた
め、圧力降下速度のばらつきによる血圧測定精度の低下
が防止され得る。しかも、カフ１０の圧力降下速度が、
被測定者の一脈波間あたりの圧力降下量ΔＰに基づくも
のであるため、被測定者の脈拍数の多少に拘らず高精度
の血圧測定が可能なのである。

ここで、カフ１０の圧力降下速度は、カフ１０内の実際
の圧力降下量ΔＰに基づいて排出ポンプ３２のモータ回
転速度Ｒを調節することによって２ 制御され、しかも排出ポンプ３２はオリフィス３０によ
ってその流通が制限された流体を強制的に排出するよう
に構成されているところから、排出ポンプ３２内におけ
る流体の漏出や排出能力の誤差等が存在しても、排出ポ
ンプ３２はそれ等流体の漏出９排出能力の誤差等を含む
カフ１０の実際の圧力降下量ΔＰに基づいて制御され、
また、流体の漏出はオリフィス３０によって必然的に制
限されるため、カフ１０の圧力降下速度を制御する上に
おいて何等不都合はない。それ故、排出ポンプ３２とし
ては、その構造面２機能面において高い精度を必要とし
ないのである。

また・オリフィス３０も単に排出通路２８から流出する
流体の流通を制限して、カフ１０内の流体が上記排出ポ
ンプ３２によって強制的に排出されるようにすれば良い
。すなわち、例えば排出ポンプ３２を取り除いた場合に
おいて、カフェ０内の流体がその圧力によって自然に排
出されることに基づくカフ１０の圧力降下が、第４図の
実線に示されるように、血圧測定に望ましい圧力降下、
３ 換言すれば本実施例において排出ポンプ３２によって制
御された第４図の破線で示すような圧力降下よりも常に
高い圧力値を示すように、オリフィス３０の流通面積が
設定されれば良いのである。

したがって、オリフィス３（Ｈこおいても、上記排出ポ
ンプ３２と同様に特に高い寸法精度等は必要としないの
である。

このように、本実施例において採用し得るオリフィス３
０および排出ポンプ３２は、共にその構造面２機能面に
おける高い精度を必要としないため、装置が比較的安価
に構成され得るとともに、使用時における保守、管理が
極めて容易となるのである。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分
には同一の符号を付して説明を省略する。

第５図において、モータ駆動式の給排ポンプ４２はＩ１
０ボート２６から供給される駆動信号ＰＤ３に従って、
そのモータの回転方向および回転速度が変更され得るよ
うになっている。そして、４ 給排ポンプ４２は、切換弁４４を介してカフ１０および
排出通路２８に接続されており、切換弁４４はＩ１０ボ
ート２６から供給される駆動信号ＶＤに従って、給排ポ
ンプ４２をカフ１０或いは排出通路２８と択一的に連通
せしめるようになっている。

したがって、カフ１０内に流体を供給してカフ１０を昇
圧する場合には、切換弁４４を作動させてカフ１０と給
排ポンプ４２とを連通せしめるとともに、給排ポンプ４
２のモータをカフ１０内へ流体を供給する側へ回転させ
れば良く、一方、カフ１０から流体を排出してカフ１０
の圧力を徐々に降下させる場合には、定速排出用電磁弁
１８を開放するとともに切換弁４４を作動させて排出通
路２８と給排ポンプ４２とを連通せしめ、且つ給排ポン
プ４２のモータ回転方向を上記供給時と逆方向とすれば
良い。すなわち、この給排ポンプ４２は、オリフィス３
０によって流通が制限された流体を強制的に排出する強
制排出装置を兼ねているのである。なお、カフ１０の圧
力降下速度は、５ 給排ポンプ４２のモータ回転速度を、前述の第１図の実
施例における排出ポンプ３２のモータ回転速度Ｒを調節
する場合と同様に調節することによって制御される。

本実施例によれば、前述の第１図の実施例において得ら
れる種々の効果に加えて、供給、排出用のポンプが１つ
の給排ポンプ４２で構成されるため、装置が簡略化され
得る利点がある。

また、第６図の実施例は、排出通路２８の先端に絞り装
置としてのオリフィス４６を設けるとともに、そのオリ
フィス４６とほぼ直交する状態で設けられたベンチュリ
管４８の小径部にオリフィス４６を開口せしめ、ベンチ
ュリ管４８の一方の開口部に、一端が切換弁４４を介し
てモータ駆動式の供給ポンプ４９に接続されるとともに
中間部に緩衝器５０が介在せしめられた管路５２の他端
部が接続されたものである。なお、切換弁４４は前記第
５図の実施例において用いられていたものと全く同様に
構成されており、Ｉ１０ポート２６から供給される駆動
信号ＶＤに従って作動させら６ れ、カフェ０内に流体を供給する場合には供給ポンプ４
９とカフ１０とを連通せしめ、カフ１０から流体を徐々
に排出する場合には供給ポンプ４９と管路５２とを連通
せしめるようになっている。

そして、本実施例においては、定速排出用電磁弁１Ｂが
開放されることにより排出通路２８内に流出し、オリフ
ィス４６によってその流通が制限されている流体は、供
給ポンプ４９から管路５２を介して供給される流体がベ
ンチュリ管４８を通過する際に、オリフィス４６が開口
せしめられた小径部において生じる負圧によって強制的
に排出される。すなわち、これら供給ポンプ４９．管路
５２、ベンチュリ管４８によって強制排出装置が構成さ
れているのである。なお、ベンチュリ管４８の小径部に
生じる負圧は、ベンチュリ管４８内を流通する流体の流
速によって変化するため、供給ポンプ４９のモータ回転
速度を前記第１国威いは第５図の実施例の場合と同様に
調節することにより、オリフィス４６から強制的に排出
される流体の排出量、換言すればカフ１０の圧力降下速
度７ が制御される。また、緩衝器５０は供給ポンプ４９のモ
ータ回転に伴う流体の脈動を緩和するものである。した
がって、本実施例においても前述の各実施例と同様な効
果が得られるのに加えて、ベンチュリ管４８には可動部
分がないので装置の耐久性が高められる利点がある。

以上、本発明のいくつかの実施例を図面に基づいて説明
したが、本発明はその他の態様においても実施され得る
。

たとえば、前述の実施例では何れもオシロメトリック方
式の血圧測定装置に本発明が適用された場合について説
明したが、マイクロホンによって検出したコロトコフ（
ＫＯＲＯＴＯＫＯＦＦ）音に基づいて血圧値を決定する
マイクロホン方式、或いは動脈の拍動に起因する超音波
のドツプラ変位量に基づいて血圧値を決定する超音波方
式等、その他の方式の血圧測定装置に対しても本発明が
適用され得ることは勿論である。

また、カフ１０から流体を排出する際の初期段階におい
て、排出ポンプ３２のモータ回転速度Ｒ８ が被測定者に拘らず一定の初期値Ｒ８に設定されるよう
になっているが、カフ１０内へ流体を供給する昇圧過程
において脈波を検出し、この脈波に基づいて排出初期に
おけるモータ回転速度Ｒの初期値Ｒ，Ｓを設定すること
も可能である。

さらに、カフ１０内の圧力降下速度が一脈波間あたりの
圧力降下量ΔＰに基づいて制御されるようになっている
が、一定時間あたりの圧力降下量に基づいて圧力降下速
度を制御するようにしても良い。

加えて、第１図の実施例における排出ポンプ３２、或い
は第５図の実施例における切換弁４４の密閉精度が高い
場合には、それぞれ低速排出用電磁弁１８は必ずしも設
ける必要はなく、また、第６図の実施例における緩衝器
５０も、供給ポンプ４９の脈動がベンチュリ管４８内に
生じる負圧に対して影響しなければ、必ずしも設けられ
なくても良いのである。

また、前述の実施例における排出ポンプ３２゜給排ポン
プ４２．供給ポンプ４９は、いずれもモ９ −タ駆動式のポンプであるが、大きな内容積を有するピ
ストン装置等を用いることも可能である。

この場合には、モータ回転速度Ｒの代わりにピストン速
度を調節するようにすれば良い。

また、第１図または第５図の実施例において、オリフィ
ス３０と並列に開閉弁を設け、血圧測定完了時にはこの
開閉弁を開くとともに排出ポンプ３２または給排ポンプ
４２を駆動して、積極的に急速排出させても良い。この
ような場合には、電磁弁１６が不要となる一方、カフ１
０による圧迫が一層速かに解かれる利点がある。

さらに、オリフィス３０．４６を設ける代わりに、排出
通路２８として流通面積の小さい配管を用い、流体の流
通を制限するようにすることも可能である。

その他、本発明はその精神を逸脱することなく、当業者
の知識に基づいて種々の変形、改良を施した態様で実施
し得るものであることは言うまでもないところである。

【図面の簡単な説明】

０ 第１図は本発明が適用された血圧測定装置の一実施例を
説明するブロック線図である。第２図は第１図の実施例
におけるカフの圧力降下速度を制御する作動を説明する
フローチャートである。第３図は第２図のフローチャー
トにおける補正値ｒ（ΔＰ）を説明する図である。第４
図は第２図のフローチャートに基づいて制御されたカフ
圧と時間との関係、および排出ポンプを使用しない場合
のカフ圧と時間との関係を示す図である。第５図および
第６図は、それぞれ本発明の他の実施例の要部を示すブ
ロック線図である。 １０：カフ　２８：排出通路（流体排出路）３０．４６
：オリフィス（絞り装置） 出願人　株式会社　日本コーワン １ 第２図 −１９１− 第３図 時１％’１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 血圧測定に際して、身体の一部を圧迫するカフ内の流体
   を排出することにより該カフの圧迫圧力を徐々に降下さ
   せる形式の血圧測定装置において、前記カフの流体排出
   路に、流体の流通を制限する絞り装置と、該カフ内の流
   体を強制的に排出する強制排出装置とを直列に設け、該
   強制排出装置の排出量を調節することにより前記カフの
   圧迫圧力降下速度を制御するようにしたことを特徴とす
   る血圧測定装置におけるカフの圧力降下速度制御装置。