WO2017183112A1

WO2017183112A1 - 血圧計

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Publication number: WO2017183112A1
Application number: PCT/JP2016/062410
Authority: WO
Inventors: 隆介藏地; 雅也玉村; 吉岡　正人; 宏行戸村; あまね井上; 実中川原
Original assignee: 株式会社ソシオネクスト
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2017-10-26
Also published as: EP3446627A1; US11045097B2; JP6717374B2; JPWO2017183112A1; EP3446627A4; US20190014998A1

Abstract

連続して血圧測定するときにポンプのリップルの影響を軽減しカフ圧力の高速制御を汎用の電磁バルブで実現する。　血圧計１は、ポンプ１１と、被測定者の血圧測定部位に装着されたカフ１２と、第１バルブ１３と、第１圧力センサ１４と、検出センサ１８と、第２バルブ２３と、第２圧力センサ２４とを有する。血圧計１は、バルブ開度調整部４２と血圧測定部４３とを更に有する。第１バルブ１３はポンプ１１の吐出量を調整し、第２バルブ２３はカフ１２の内部のカフ圧力を調整する。第１圧力センサ１４はポンプ１１の吐出圧力を検出し、第２圧力センサ２４はカフ圧力を検出し、検出センサ１８は測定者の血圧測定部位における動脈の容積に関連する光量を検出する。バルブ開度調整部４２は、吐出圧力、カフ圧力及び光量を取得し、第１バルブ１３及び第２バルブ２３の開度を調整する。血圧測定部４３はカフ圧力に基づいて被測定者の血圧を測定する。

Description

血圧計

　本発明は、血圧計に関する。

　種々の血圧計が知られている。例えば、指プローブの圧力チャンバ内の可変圧と、一対のソレノイド弁の間の一定圧との差圧に応じて被測定者の血圧を測定することが知られる（例えば、特許文献１を参照）。また、ポンプで圧力容器の内部の圧力を高めた後に圧力容器とカフとを連通させる圧力容器からカフに空気を吐出して血圧の測定を開始することで、カフ圧力を高くするまでの時間を短くすることが知られる（例えば、特許文献２を参照）。また、第１圧力センサ及び第２圧力センサをカフへの給気経路に接続し、第１圧力センサの検出値と第２圧力センサの検出値を比較することにより、カフに接続された給気用ホースのねじれを検出することが知られる（例えば、特許文献３を参照）。また、単一の圧力センサが検出したカフ圧力が所定のしきい値圧力よりも高いときに出口弁を開いてカフ圧力を下げ、カフ圧力が所定のしきい値圧力よりも低いときに入口弁を開いてカフ圧力を上げることが知られている（例えば、特許文献４～６を参照）。また、複数のカフのそれぞれの内部のカフ圧力を検出し、検出したカフ圧力に応じて電磁弁を制御して複数のカフのそれぞれのカフ圧力を調整することが知られている（例えば、特許文献７を参照）。また、一心拍毎に連続計測が可能な手法として容積補償法がある。この容積補償法を実現する為には、動脈血管内の圧力変化に追随すべくカフ圧の高速制御が必要とされる。このカフ圧制御には、取扱が容易な空気が用いられ、圧力源から生じる空気圧を逃し弁の流量を電気的に制御することによりカフ圧の高速制御を実現している。圧力源としては、一般的にダイヤフラム式の空気ポンプが用いられるが、ダイヤフラム式ポンプの圧及び流量の出力にはリップルが含まれる為、逃し弁の高速制御には動脈圧に加えリップルの圧変化にも追随させる必要がある。これらの背景より、容積補償法の為の高速圧制御を実施する技術が幾つか知られている。圧電素子の高速応答性を用い、圧力源の空気圧の逃がし量を高速制御するもの（例えば特許文献８を参照）。電磁弁を２個用い、カフ圧を一つの圧センサで計測し、この圧が制御目標値となる様に、圧力供給量を一方の電磁弁で制御し、他方の電磁弁で逃がし量を制御するもの（例えば特許文献９を参照）。

特表２０００－５１５７８９号公報特開２０１５－１８８６４６公報特開２０１２－２０５７１９号公報特表２００７－５０８８７２号公報特開平５－４９６０５号公報特開昭６３－２９６１６号公報特開平８－３３２１７３号公報米国特許第４４０６２８９号明細書米国特許第６６６９６４８号明細書

　しかしながら単一のバルブを開閉させることでカフ圧力を被測定者の脈拍に応じて変化させて、被測定者の血圧を連続して測定する場合、カフに空気を圧入するポンプの吐出量特性が変動するため、所望の圧力にカフ圧力を制御することは容易ではない。

　一実施形態では、被測定者の血圧を連続して測定するときにカフ圧力の制御が容易な血圧計を提供することを目的とする。

　１つの態様では、血圧計は、ポンプと、被測定者の血圧測定部位に装着されたカフと、第１バルブと、第２バルブと、第１圧力センサと、第２圧力センサと、動脈容積情報検出センサと、バルブ開度調整と、血圧測定部とを有する。第１バルブはポンプとカフとの間に配置され、開度を調整することでポンプの吐出量を調整し、第２バルブは開度を調整することでカフの内部のカフ圧力を調整する。第１圧力センサはポンプの吐出圧力を検出し、第２圧力センサはカフ圧力を検出し、動脈容積情報検出センサは測定者の血圧測定部位における動脈の容積に関連する動脈容積情報を検出する。バルブ開度調整は、吐出圧力及びカフ圧力、並びに動脈容積情報を取得、並びに動脈容積情報を取得し吐出圧力が制御目標値となる様に第１バルブを調整しカフ圧が制御目標値となる様に第２バルブの開度を調整する。血圧測定部は、カフ圧力に基づいて被測定者の血圧を測定する。

　一実施形態では、カフ圧を数値制御する場合、並びに被測定者の血圧を連続して測定するときにカフ圧力の制御が高価な高速応答性を有する電気的制御バルブを用いることなくポンプのリップル及び動脈圧の変動に追従する高速カフ圧制御が可能になる。

関連する血圧計の概略構成図である。図１に示すポンプの吐出量特性を示す図である。図１に示す血圧計の問題点を説明するための図である。実施形態に係る血圧計の概略構成図である。図４に示すカフを被測定者の指に装着した状態を示す図である。図４に示す第１バルブの概略構成図である。（ａ）は図４に示すポンプ接続部材の斜視図であり、（ｂ）は図４に示す第１カフ接続部材の斜視図であり、（ｃ）は図４に示す血圧計の部分正面図である。図４に示す血圧計による血圧測定処理のフローチャートである。図８に示すＳ１０４に示す処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。図８に示すＳ１０６に示す処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。図４に示す血圧計の動作の一例を示す図である。図４に示す各バルブの動作をポンプの圧力・吐出量特性上に示した図である。

　以下、図面を参照しつつ、実施形態に係る血圧計について説明する。ただし、本発明は図面又は以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。

　（関連する血圧計の構成及び機能）
　図１は、関連する血圧計の概略構成図である。図１において、信号の経路は一点鎖線で示される。

　血圧計９００は、ポンプ９０１と、カフ９０２と、電磁バルブ９０３と、圧力センサ９０４と、接続部材９０５と、光量検出センサ９０６と、制御装置９０７とを有する。ポンプ９０１は大気中の空気を取り込んで加圧して、加圧した空気を接続部材９０５を介してカフ９０２に吐出する。カフ９０２は、指等の血圧測定部位を包持し、圧力媒体である空気がポンプ９０１から圧入されると膨張し、空気を排出すると収縮する流体袋を内包する。電磁バルブ９０３は、接続部材９０５を介してカフ９０２に接続され、制御装置９０７から開指示信号が入力されると開状態になり、制御装置９０７から閉指示信号が入力されると閉状態になる。圧力センサ９０４は、接続部材９０５を介してカフ９０２に接続され、カフの内部圧力であるカフ圧力を検出し、カフ圧力を示すカフ圧力信号を制御装置９０７に出力する。接続部材１０５は、合成樹脂等の可撓性材料で形成された管状部材であり、ポンプ９０１からカフ９０２に空気を圧入すると共に、電磁バルブ９０３が開状態になったときにポンプ９０１及びカフ９０２から電磁バルブ９０３に空気を排出する。光量検出センサ９０６は、不図示の発光素子及び受光素子を有する光電センサであり、カフ９０２が装着された血圧測定部位の動脈に光を照射したときの光量即ち動脈容積を検出する。検出した動脈容積を示す光量信号を制御装置９０７に出力する。制御装置９０７は、記憶部と、処理部と、インタフェース回路とを有し、容積補償法により被測定者の血圧を測定する。容積補償法とは、カフ９０２によって外から加える外圧と常に変化する人間の血管内圧を同じ値（均衡）にさせることで動脈の容積を一定に保ち（容積補償）、その時のカフ圧を血圧値として測定するものである。つまり血圧変化に伴う動脈容積の変化に追従させてカフ圧を変化させる必要がある。また、外圧と内圧が一定になったことの判別には容積振動法を用いる。制御装置９０７は、電磁バルブ９０３を開閉して、動脈容積に対応する光量に基づいてカフ９０２が装着された血圧測定部位における動脈容積が一定になるようにカフ圧力を調整すると共に、カフ圧力から被測定者の血圧を測定する。

　制御装置９０７は、容積補償法により被測定者の血圧を測定するとき、おおよそ５０ｍｍＨｇと２５０ｍｍＨｇとの間でポンプ９０１の吐出圧力を変動させる。吐出圧力が動脈圧の変化に追従するにはその変動周波数は、２０〔Ｈｚ〕程度が必要とされる。更にポンプ９０１から生じるリップル圧変動も抑制する必要がある。

　図２は、ポンプ９０１の圧力・吐出量特性を示す図である。図２において、横軸は吐出圧力〔ｍｍＨｇ〕を示し、縦軸は吐出量〔ｌ（リットル）／ｍｉｎ〕を示す。また、曲線２０１は、一般に示される圧力・吐出量曲線で、ダイヤフラムポンプが有するリップル成分を平均化したものである。曲線２０２は、ポンプが排気時の最大流量時の圧力・吐出量特性を示す。曲線２０３は、ポンプの吸気時の最小流量時の圧力・吐出量特性を示す。

　図３は、血圧計９００の問題点を説明するための図である。図３において、横軸は吐出圧力〔ｍｍＨｇ〕を示し、縦軸は吐出量〔ｌ／ｍｉｎ〕を示す。また、曲線３０１は、曲線２０１と同様に、ポンプが有するリップル成分を平均化した圧力・吐出量特性を示す。曲線３０２は、曲線２０２と同様に、ポンプが排気時の最大流量時の圧力・吐出量特性を示す。曲線３０３は、曲線２０３と同様に、ポンプが吸気時の最小流量時の圧力・吐出量特性を示す。直線３０４はポンプ９０１が吐出圧力が５０〔ｍｍＨｇ〕とした時の電磁バルブ９０３であるときの曲線３０１に対応した負荷直線を示し、直線３０５はポンプ９０１の吐出圧力が２５０〔ｍｍＨｇ〕とした時の電磁バルブ９０３の曲線３０１に対応した負荷直線を示す。

　ポンプ９０１の吐出圧力が５０〔ｍｍＨｇ〕となる様に負荷直線３０４の状態に電磁バルブ９０３が制御されたときにポンプが排気時の圧力・吐出量特性３０２に移行すると曲線３０２と直線３０４の交点に示すように吐出圧力は５０〔ｍｍＨｇ〕以上となる。一方ポンプが吸気時に移行すると曲線３０３と直線３０４の交点に示すように吐出圧力は５０〔ｍｍＨｇ〕以下となる。このポンプのリップル変動に影響されることなく吐出圧力を５０〔ｍｍＨｇ〕一定に保つためには電磁バルブ９０３の吐出量を制御し負荷直線３０４の傾斜角度を３０４ａ～３０４ｂの間で変化させる必要がある。一方ポンプのリップル周波数はモータの回転数と構造で決まり１００Ｈｚ以上になることもある。従って電磁バルブ９０３は、その負荷直線が３０４ａ～３０４ｂの傾斜変化を１００〔Ｈｚ〕以上の速度で実現する必要がある。また負荷直線３０４ａと３０４ｂとのなす角が大きいほど、電磁バルブ９０３には高速性能が要求される。ポンプ９０１の吐出圧力が２５０〔ｍｍＨｇ〕とした場合の電磁バルブ９０３が制御すべき負荷直線が３０５であり、リップル成分の影響を除くには、負荷直線を３０５ａ～３０５ｂの範囲で変化させる必要があることが示されている。また３０５ａと３０５ｂのなす角は５〔ｍｍＨｇ〕の場合より狭くなる。即ち電磁バルブ９０３に要求される高速性能は圧力が高いほど緩和される。

　（実施形態に係る血圧計の概要）
　実施形態に係る容積補償法等の血圧計に於いてカフ圧制御を安価な汎用電磁バルブを用いてダイヤフラムポンプのリップルを含む高速圧力制御を実現するものである。実施形態に係る血圧計は、ポンプからカフの内部に圧入される空気の吐出量を調整する第１バルブと、カフの内部のカフ圧力を調整する第２バルブと、ポンプの吐出圧力を検出する第１圧力センサと、カフ圧力を検出する第２圧力センサとを有する。実施形態に係る血圧計は、第１バルブでポンプの吐出量を調整することで、ポンプの吐出量特性の変動を低減し、カフ圧が所望の圧力から乖離することを防止ができる。

　図４は、実施形態に係る血圧計の概略構成図である。図４において、信号の経路は一点鎖線で示される。

　血圧計１は、ポンプ１１と、カフ１２と、第１バルブ１３と、第１圧力センサ１４と、ポンプ接続部材１５と、第１カフ接続部材１６と、第２カフ接続部材１７、光量検出センサ１８と、第２バルブ２３と、第２圧力センサ２４と、制御装置３０とを有する。ポンプ１１は、一例ではダイフラムポンプであり、大気中の空気を取り込んで加圧して、加圧した空気を第１バルブ１３等を介してカフ１２に吐出する。ポンプ１１は、ポンプ１１の起動指示を示す起動指示信号を受信したときに起動し、ポンプ１１の停止指示を示すポンプ停止指示信号を受信したときに停止する。

　図５は、カフ１２を被測定者の指に装着した状態を示す図である。

　カフ１２は、ベルト部１２１と、カフ固定部１２２と、ベルト部に内包される収縮流体袋１２３とを有し、血圧測定部位である被測定者の人差指２を包持する。ベルト部１２１は、発光素子１８１及び受光素子１８２を有する光量検出センサ１８を更に内包する。カフ固定部１２２は、開放位置と固定位置との間で回動可能な部材であり、開放位置にあるときに被測定者の人差指２が挿入可能であり、固定値あるときに被測定者の人差指２を包持する。収縮流体袋１２３は、合成樹脂等の可撓性材料で形成された管状部材である第２カフ接続部材２６を介してポンプ１１から圧力媒体である空気が圧入されると膨張する。一方、収縮流体袋１２３は、空気を排出すると収縮する。

　図６は、第１バルブ１３の概略構成図である。図６において、矢印Ａ及びＡ‘は空気の流れを示し、矢印Ｃは電磁コイルに電流が供給されたときの第１バルブ１３のアクチュエータ１３２の移動方向を示す。

　第１バルブ１３は、電磁コイル１３１と、アクチュエータ１３２と、弁座１３３と、電流取得部１３４とを有する電磁バルブである。電磁コイル１３１は、電流取得部１３４を介して不図示の電源装置から入力される電流に応じて磁界を発生する。発生した磁界は弁座１３３とアクチュエータ１３２より形成される磁気回路が閉じる様に作用しアクチュエータ１３２は矢印Ｃで示す閉方向に移動する。アクチュエータ１３２が閉方向に移動して弁座１３３と完全に接触すると、第１バルブは閉状態になる。また、アクチュエータ１３２は、電磁コイル１３１への電磁供給を断つと矢印Ａの空気の流れる力により矢印Ｃで示す閉方向と反対の開方向に移動する。

　血圧計１が動作するとき、第１バルブ１３の開度は、第１圧力センサ１４が設定された圧力となるように制御装置３０によって調整される。第１バルブ１３は、ポンプ１１からカフ１２に吐出される空気の吐出量が負荷の変動に関係なく常に一定となる様に調整する絞り弁として機能する。

　第２バルブ２３の構成は、第１バルブ１３の構成と同一又はより簡便な構造のバルブが利用可能なので、第２バルブ２３の構成の詳細な説明は、ここでは省略する。第２バルブ２３の開度は、第２圧力センサ２４が設定された圧力となる様に制御装置３０によって調整される。従って第１バルブから供給される定流量の空気及びカフ１２からの空気を排出してカフ圧を調整する弁として機能する。

　第１圧力センサ１４は、一例では、ピエゾ抵抗素子を含む歪ゲージ型の圧力センサである。第１圧力センサ１４は、ポンプ１１と第１バルブとの間に配置されるポンプ接続部材１５の内部の圧力を検出する。ポンプ接続部材１５の内部の圧力は、ポンプ１１の吐出圧力である。ポンプ１１の吐出圧力は、ポンプ１１の吐出流量と第１バルブ１３の流量抵抗により決まる。第１圧力センサ１４は、検出した吐出圧力を示す吐出圧力信号を制御装置３０に出力する。

　第２圧力センサ２４は、一例では、第１圧力センサ１４と同様に、ピエゾ抵抗素子を含む歪ゲージ型の圧力センサである。第２圧力センサ２４は、カフ１２の内部のカフ圧力を第１カフ接続部材１６及び第２カフ接続部材１７を介して検出する。カフ圧力は、第１バルブ１３から供給される定流量空気と第２バルブ２３のバルブの流量抵抗とにより決まる。第２圧力センサ２４は、検出したカフ圧力を示すカフ圧力信号を制御装置３０に出力する。

　図７（ａ）はポンプ接続部材１５の斜視図であり、図７（ｂ）は第１カフ接続部材１６の斜視図であり、図７（ｃ）は血圧計１の部分正面図である。

　ポンプ接続部材１５は、内部に圧力室１５０が形成されると共に、それぞれが外壁１５５から圧力室１５０まで貫通する第１貫通孔１５１、第２貫通孔１５２及び第３貫通孔１５３が形成される。第１貫通孔１５１はポンプ１１が挿入され、第２貫通孔１５２は第１バルブ１３が挿入され、第３貫通孔１５３は第１圧力センサ１４が挿入される。

　第１カフ接続部材１６は、内部に圧力室１６０が形成されると共に、それぞれが外壁１６５から圧力室１６０まで貫通する第１貫通孔１６１、第２貫通孔１６２、第３貫通孔１６３及び第４貫通孔１６４が形成される。第１貫通孔１６１は第１バルブ１３が挿入され、第２貫通孔１６２は第２カフ接続部材１７が挿入され、第３貫通孔１６３は第２バルブ２３が挿入され、第４貫通孔１６４は第２圧力センサ２４が挿入される。

　第２カフ接続部材１７は、合成樹脂等の可撓性材料で形成された管状部材であり、一端がカフ１２に接続され、他端が第１カフ接続部材１６の第２貫通孔に挿入される。

　カフ１２の内部、第１カフ接続部材１６の圧力室１６０及び第２カフ接続部材１７の内部の合計の容量は２０〔ｍｌ〕以下である。

　光量検出センサ１８は、発光素子１８１及び受光素子１８２を有する光電センサであり、カフ９０２が装着された血圧測定部位の動脈に光を照射したときの光量を検出する。光量検出センサ１８の受光素子１８２は、動脈を流れるヘモグロビンの量に応じた光量を発光素子１８１から受光し、受光した光量を示す光量信号を制御装置３０に出力する。光量検出センサ１８が検出する光量は、血圧測定部位である被測定者の人差指２における動脈の容積に関連する動脈容積情報である。光量検出センサ１８は、被測定者の人差指２における動脈の容積に関連する動脈容積情報を検出する動脈容積情報検出センサである。

　制御装置３０は、インタフェース部３１と、記憶部３２と、入力部３３と、出力部３４と、バス３５と、処理部４０とを有する。バス３５は、記憶部３２、入力部３３、出力部３４及び処理部４０を相互に通信可能に接続する。

　インタフェース部３１は、第１ＡＤコンバータ３１１と、第２ＡＤコンバータ３１２と、第３ＡＤコンバータ３１３と、第１送信回路３１４と、第２送信回路３１５と、第３送信回路３１６とを有する。

　第１ＡＤコンバータ３１１は、第１圧力センサ１４から入力される吐出圧力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、バス３５を介して処理部４０に出力する。第２ＡＤコンバータ３１２は、第２圧力センサ２４から入力されるカフ圧力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、バス３５を介して処理部４０に出力する。第３ＡＤコンバータ３１３は、光量検出センサ１８から入力される光量信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、バス３５を介して処理部４０に出力する。

　第１送信回路３１４は、起動指示信号及びポンプ停止指示信号を増幅してポンプ１１に送信する。第２送信回路３１５は、第１バルブ閉指示信号及び第１バルブ開指示信号を第１バルブ１３に送信する。第１バルブ閉指示信号は第１バルブ１３の開度を変更開度だけ小さくすることを示し、第１バルブ開指示信号は第１バルブ１３の開度を所定の変更開度だけ大きくすることを示す信号である。第３送信回路３１６は、第２バルブ閉指示信号及び第２バルブ開指示信号を第２バルブ２３に送信する。第２バルブ閉指示信号は第２バルブ２３の開度を小さくすることを示し、第２バルブ開指示信号は第２バルブ２３の開度を大きくすることを示す。

　記憶部３２は、例えば、半導体メモリを有し、処理部４０による演算処理に用いられるドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。記憶部３２は、第１設定圧力３２１と、第２設定圧力３２２と、設定光量３２３とを記憶する。光量検出センサ１８が検出した光量と容積振動法により決まった容積補償値との差から設定光量３２３が決められ、その設定光量３２３にするために第１設定圧力３２１が目標値とされる。第１設定圧力３２１は、一例では４５０〔ｍｍＨｇ〕である。第２設定圧力３２２は、処理部４０が被測定者の血圧を測定するときのカフ圧力の目標値であり、光量検出センサ１８が検出した光量に応じて変更される。

　また、記憶部３２は、アプリケーションプログラムとして、被測定者の血圧を測定する血圧測定プログラム等を記憶する。コンピュータプログラムは、例えばＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部３２にインストールされてもよい。

　入力部３３は、データの入力が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、タッチパネル、キーボード等である。被測定者は、入力部３３を用いて、文字、数字、記号等を入力することができる。入力部３３は、被測定者により操作されると、その操作に対応する信号を生成する。そして、生成された信号は、被測定者の指示として、処理部４０に供給される。

　出力部３４は、映像や画像等の表示が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Electro－Luminescence）ディスプレイ等である。出力部３４は、処理部４０から供給された映像データに応じた映像や、画像データに応じた画像等を表示する。

　処理部４０は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。処理部４０は、種々の演算処理を実行するものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。処理部４０は、各種演算処理が記憶部３２に記憶されているプログラム等に応じて適切な手順で実行されるように、インタフェース部３１等を制御する。処理部４０は、記憶部３２に記憶されているプログラム（ドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム等）に基づいて処理を実行する。また、処理部４０は、複数のプログラム（アプリケーションプログラム等）を並列に実行することができる。

　処理部４０は、血圧測定指示判定部４１と、バルブ開度調整部４２と、血圧測定部４３とを有する。バルブ開度調整部４２は、吐出圧力取得部５１と、第１バルブ開度調整部５２と、光量取得部５３と、第２設定圧力決定部５４と、カフ圧力取得部５５と、第２バルブ開度調整部５６とを有する。処理部４０が有するこれらの各部は、処理部４０が有するプロセッサ上で実行されるプログラムによって実装される機能モジュールである。あるいは、処理部４０が有するこれらの各部は、独立した集積回路、マイクロプロセッサ、又はファームウェアとして血圧計１に実装されてもよい。

　（実施形態に係る血圧計による血圧測定処理）
　図８は、血圧計１による血圧測定処理のフローチャートである。図８に示す血圧測定処理は、予め記憶部３２に記憶されているプログラムに基づいて、主に処理部４０により、血圧計１の各要素と協働して実行される。

　まず、血圧測定指示判定部４１は、血圧測定の開始指示を被測定者から入力部３３を介して取得したか否かを判定する（Ｓ１０１）。血圧測定指示判定部４１は、血圧測定の開始指示を取得したと判定する（Ｓ１０１－ＹＥＳ）まで、Ｓ１０１の処理を繰り返す。血圧測定指示判定部４１は、血圧測定の開始指示を取得したと判定する（Ｓ１０１－ＹＥＳ）と、ポンプ１１の起動指示を示す起動指示信号を第１送信回路３１４を介してポンプ１１に送信することで、ポンプ１１に起動を指示する（Ｓ１０２）。ポンプ１１は、起動指示信号を受信すると、起動する。

　次いで、血圧測定指示判定部４１は、血圧測定の終了指示を被測定者から入力部３３を介して取得したか否かを判定する（Ｓ１０３）。血圧測定の終了指示を取得していないと判定される（Ｓ１０３－ＮＯ）と、バルブ開度調整部４２は、第１バルブ１３及び第２バルブ２３の開度を調整する。まず、バルブ開度調整部４２は、ポンプ１１の吐出圧力を取得し、取得した吐出圧力が第１設定圧力に一致するように第１バルブ１３の開度を調整する（Ｓ１０４）。

　次いで、バルブ開度調整部４２は、光量取得部５３より得られた動脈容積が容積補償値に一致するように第２バルブ２３の開度を調整する（Ｓ１０５）。

　次いで、血圧測定部４３は、Ｓ１０５で第２バルブ２３の開度が調整されたときのカフ圧力を被測定者の血圧と推定し（Ｓ１０６）、測定された血圧を出力部３４を介して出力する。

　次いで、処理はＳ１０３に戻り、血圧測定指示判定部４１が血圧測定の終了指示を取得したと判定する（Ｓ１０３－ＹＥＳ）まで、Ｓ１０３～Ｓ１０６の処理が繰り返されることで、血圧計１、被測定者の血圧を連続して測定する。

　そして、血圧測定指示判定部４１は、血圧測定の終了指示を取得したと判定する（Ｓ１０３－ＹＥＳ）と、ポンプ１１の停止指示を示す停止指示信号を第１送信回路３１４を介してポンプ１１に送信することで、ポンプ１１に停止を指示する（Ｓ１０２）。ポンプ１１は、停止指示信号を受信すると、停止する。

　図９は、Ｓ１０４に示す処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。

　まず、吐出圧力取得部５１は、第１圧力センサ１４から第１ＡＤコンバータ３１１を介して送信された吐出圧力信号に対応するポンプ１１の吐出圧力を取得する（Ｓ２０１）。

　次いで、第１バルブ開度調整部５２は、取得した吐出圧力が記憶部３２に記憶される第１設定圧力３２１と一致するか否かを判定する（Ｓ２０２）。第１バルブ開度調整部５２は、取得した吐出圧力が記憶部３２に記憶される第１設定圧力３２１と一致しないと判定する（Ｓ２０２－ＮＯ）と、取得した吐出圧力が記憶部３２に記憶される第１設定圧力３２１未満であるか否かを判定する（Ｓ２０３）。

　第１バルブ開度調整部５２は、取得した吐出圧力が記憶部３２に記憶される第１設定圧力３２１未満であると判定する（Ｓ２０３－ＹＥＳ）と、第１バルブ開指示信号を第２送信回路３１５を介して第１バルブ１３に送信する（Ｓ２０４）。第１バルブ１３は、第１バルブ開指示信号を受信すると、開度を所定の変更開度だけ大きくし、処理はＳ２０１に戻る。

　一方、第１バルブ開度調整部５２は、取得した吐出圧力が記憶部３２に記憶される第１設定圧力３２１より大きいと判定する（Ｓ２０３－ＮＯ）と、第１バルブ閉指示信号を第２送信回路３１５を介して第１バルブ１３に送信する（Ｓ２０５）。第１バルブ１３は、第１バルブ閉指示信号を受信すると、開度を所定の変更開度だけ小さくし、処理はＳ２０１に戻る。

　取得した吐出圧力が記憶部３２に記憶される第１設定圧力３２１と一致すると判定される（Ｓ２０２－ＹＥＳ）まで、Ｓ２０１～Ｓ２０５の処理が繰り返される。Ｓ２０１～Ｓ２０５の処理が繰り返されることで、第１バルブ開度調整部５２は、ポンプ１１の吐出圧力が記憶部３２に記憶される第１設定圧力に一致するように第１バルブ１３の開度を調整する。第１バルブ開度調整部５２がポンプ１１の吐出圧力が記憶部３２に記憶される第１設定圧力３２１と一致すると判定する（Ｓ２０２－ＹＥＳ）と、第１バルブ開度を維持したまま処理はＳ２０１に戻る。

　図１０は、Ｓ１０５に示す処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。

　まず、光量取得部５３は、光量検出センサ１８から第３ＡＤコンバータ３１３を介して送信された光量信号に対応する光量を取得する（Ｓ３０１）。

　次いで、第２バルブ開度調整部５６は、Ｓ３０１で取得された光量が記憶部３２に記憶される設定光量３２３と一致するか否かを判定する（Ｓ３０２）。第２バルブ開度調整部５６は、Ｓ３０１で取得された光量が記憶部３２に記憶される設定光量３２３と一致しないと判定する（Ｓ３０２－ＮＯ）と、Ｓ３０１で取得された光量が記憶部３２に記憶される設定光量３２３未満であるか否かを判定する（Ｓ３０３）。

　第２バルブ開度調整部５６は、取得した光量が記憶部３２に記憶される設定光量３２３未満であると判定する（Ｓ３０３－ＹＥＳ）と、第２バルブ開指示信号を第３送信回路３１６を介して第２バルブ２３に送信する（Ｓ３０５）。第２バルブ２３は、第２バルブ開指示信号を受信すると、開度を所定の変更開度だけ大きくする。次いで、カフ圧力取得部５５は、第２圧力センサ２４から第２ＡＤコンバータ３１２を介して送信されたカフ圧力信号に対応するカフ１２の内部のカフ圧力を取得する（Ｓ３１１）、取得したカフ圧が所定開度分（第２設定圧力３２２）に一致するか判定する（Ｓ３０７）。一致していたら処理Ｓ３０１に戻る。一致していないと判定する（Ｓ３０７－ＮＯ）と第２設定圧力３２２未満であるか否か判定し、未満（Ｓ３０９－ＹＥＳ）である場合処理Ｓ３０４に戻る。大きい場合（Ｓ３０９－ＮＯ）は処理Ｓ３０５に戻る。

　一方、第２バルブ開度調整部５６は、取得した光量が記憶部３２に記憶される設定光量３２３より大きいと判定する（Ｓ３０３－ＮＯ）と、第２バルブ閉指示信号を第３送信回路３１６を介して第２バルブ２３に送信する（Ｓ３０４）。第２バルブ２３は、第２バルブ閉指示信号を受信すると、開度を所定の変更開度だけ小さくする。次いで、カフ圧力取得部５５は、第２圧力センサ２４から第２ＡＤコンバータ３１２を介して送信されたカフ圧力信号に対応するカフ１２の内部のカフ圧力を取得する（Ｓ３１０）。取得したカフ圧が所定開度分（第２設定圧力）に一致するか判定する（Ｓ３０６）。一致していたら処理Ｓ３０１に戻る。一致していないと判定する（Ｓ３０６－ＮＯ）と第２設定圧力３２２未満であるか否か判定し、未満（Ｓ３０８－ＹＥＳ）である場合処理Ｓ３０４に戻る。大きい場合（Ｓ３０８－ＮＯ）は処理Ｓ３０５に戻る。

　取得した光量が記憶部３２に記憶される設定光量３２３と一致すると判定する（Ｓ３０２－ＹＥＳ）と、処理はＳ３０１に戻る。

　図１１は、血圧計１の動作の一例を示す図である。図１１において、横軸は経過時間ｔ〔ｓ〕を示し、縦軸はカフ１２の内部のカフ圧力Ｐｃ〔ｍｍＨｇ〕を示す。

　まず、時間ｔ１において、血圧測定指示判定部４１は、被測定者から血圧測定の開始指示を取得したと判定して（Ｓ１０１）、ポンプ１１に起動を指示する（Ｓ１０２）。ポンプ１１は、起動指示信号を受信すると、起動する。ポンプ１１が起動すると、縦軸はカフ１２の内部のカフ圧力Ｐｃは急激に上昇する。

　次いで、時間ｔ２において、バルブ開度調整部４２は、ポンプ１１の吐出圧力を取得し、取得した吐出圧力が第１設定圧力に一致するように第１バルブ１３の開度を調整する（Ｓ１０４）。時間ｔ１と時間ｔ２との間の期間ｔ３は、血圧計１が血圧測定処理を開始するまでの準備期間である。

　ｔ２以降の期間ｔ４は、血圧計１が被測定者の血圧を連続して測定する血圧測定期間である。期間ｔ４では、Ｓ１０３～Ｓ１０６の処理が繰り返されることにより、カフ圧力Ｐｃは、被測定者の脈拍に応じて変動する。

　（実施形態に係る血圧計の作用効果）
　血圧計１は、ポンプ１１の吐出圧力を第１設定圧力の近傍で維持することにより定流量出力となる。第１バルブ１３でポンプ１１の吐出量を調整することで、ポンプが有するリップルに伴うポンプ１１の吐出量の変動を低減し、第２バルブ２３はカフ圧制御に専念出来る。すなわち、血圧計１では、被測定者の血圧を連続して測定するときに要求されるカフ圧力の高速制御が汎用電磁バルブを用いても実現可能とする。

　図１２は、ポンプ１１の圧力・吐出量特性を示す図である。図１２において、横軸は吐出圧力〔ｍｍＨｇ〕を示し、縦軸は吐出量〔ｌ／ｍｉｎ〕を示す。また、曲線１３０１は図３に示す曲線３０１を示し、曲線１３０２は図３に示す曲線３０２を示し、曲線１３０３は図３に示す曲線３０３を示す。曲線１３０１～１３０３は、図１～３を参照して説明した血圧計９００のポンプ９０１の圧力・吐出量特性を示す。

　血圧計１では、第１バルブ１３によりポンプ１１の吐出圧力は４５０〔ｍｍＨｇ〕に調整されるので、ポンプ１１の吐出量は図１２に示される様に０．１８〔ｍｌ〕程度で一定となる。ここで使用される第１バルブ１３の負荷直線は範囲１３０６におさまり、２本の負荷直線のなす角は狭く、比較的低速度の電磁バルブで実現できる。血圧計１では、人間の動脈圧変化に追従して変化させるカフ圧は２０〔Ｈｚ〕程度の追従性があればよい。カフ圧力を５０〔ｍｍＨｇ〕～２５０〔ｍｍＨｇ〕の範囲で変動させたときの第２バルブ２３の負荷直線の範囲は広いが、この範囲の追従性が前述の２０Ｈｚ程度の速度が要求される。一方ポンプ１１のリップルの影響を除くために第２バルブ２３の負荷直線の範囲はカフ圧５０〔ｍｍＨｇ〕に於いての負荷直線範囲１３０４、カフ圧２５０〔ｍｍＨｇ〕に於いての負荷直線１３０５となり、何れも２本の負荷直線のなす角は狭く、第２バルブ２３に応答速度が比較的遅いバルブを利用することができるので、コストの低減が可能になる。

　また、血圧計１は、４つの貫通孔に第１バルブ１３、第２カフ接続部材１７、第２バルブ２３及び第２圧力センサ２４が挿入された第１カフ接続部材１６を介してカフ１２と第１バルブ１３を接続するため、カフ圧力が印加される容積を小さくできる。血圧計１では、カフ圧力が印加される容積が小さいので、ポンプ１１の吐出量の小さな変化で、カフ圧力の大きな変化が実現可能である。

　１　　血圧計
　１１　　ポンプ
　１２　　カフ
　１３　　第１バルブ
　１４　　第１圧力センサ
　１５　　ポンプ接続部材
　１６　　第１カフ接続部材
　１７　　第２カフ接続部材
　１８　　光量検出センサ（動脈容積情報検出センサ）
　２３　　第２バルブ
　２４　　第２圧力センサ
　３０　　制御装置
　３１　　インタフェース部
　３２　　記憶部
　４０　　処理部
　４１　　血圧測定指示判定部
　４２　　バルブ開度調整部
　４３　　血圧測定部

Claims

　ポンプと、
　被測定者の血圧測定部位に装着されたカフと、
　前記ポンプと前記カフとの間に配置され、開度を調整することで前記ポンプの吐出量を調整可能な第１バルブと、
　開度を調整することで前記カフの内部のカフ圧力を調整可能な第２バルブと、
　前記ポンプの吐出圧力を検出する第１圧力センサと、
　前記カフ圧力を検出する第２圧力センサと、
　被測定者の前記血圧測定部位における動脈の容積に関連する動脈容積情報を検出する動脈容積情報検出センサと、
　前記吐出圧力及び前記カフ圧力、並びに前記動脈容積情報を取得し、第１バルブ及び第２バルブの開度を調整するとバルブ開度調整部と、
　前記カフ圧力に基づいて被測定者の血圧を測定する血圧測定部と、
　を有する血圧計。
　前記バルブ開度調整部は、前記吐出圧力が第１設定圧力に一致するように前記第１バルブの開度を調整する第１バルブ開度調整部を有する、請求項１に記載の血圧計。
　前記バルブ開度調整部は、
　前記血圧測定部位における動脈の容積が一定になるように第２設定圧力を決定する第２設定圧力決定部と、
　前記カフ圧力が第２設定圧力に一致するように前記第２バルブの開度を調整する第２バルブ開度調整部と、を更に有する、請求項２に記載の血圧計。
　内部に圧力室が形成されると共に、それぞれが外壁から前記圧力室まで貫通する第１貫通孔、第２貫通孔、第３貫通孔、及び第４貫通孔が形成された第１カフ接続部材と、
　前記第１カフ接続部材と前記カフとを接続する第２カフ接続部材と、を更に有し、
　前記第１貫通孔は前記第１バルブが挿入され、
　前記第２貫通孔は前記第２カフ接続部材が挿入され、
　前記第３貫通孔は前記第２バルブが挿入され、
　前記第４貫通孔は前記第２圧力センサが挿入された、請求項１～３の何れか一項に記載の血圧計。