WO2025182183A1 - 血圧測定装置、血圧測定方法及び血圧測定プログラム - Google Patents

血圧測定装置、血圧測定方法及び血圧測定プログラム

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pressure
cuff
blood pressure
constant
wrapping strength
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大蔵 岡
勇輝 太田
亘 角田
直美 松村
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Omron Healthcare Co Ltd
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    • A61B5/02225—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers using the oscillometric method

Definitions

  • the present invention relates to a blood pressure measurement device, a blood pressure measurement method, and a blood pressure measurement program.
  • measuring devices to measure information about an individual's physical health, such as blood pressure, and then recording and analyzing the measurement results.
  • a measuring device is a blood pressure monitor that attaches a cuff to the subject's upper arm, wrist, or other area to be measured, and is equipped with a function to determine the tightness of the cuff (see Patent Document 1).
  • the initial inflation level cannot be set too low in order to ensure the time required to determine the cuff wrapping strength.
  • the pressure pulse wave must be acquired immediately after determining the cuff wrapping strength in order to calculate blood pressure, noise generated when switching control could adversely affect the pressure pulse wave.
  • the objective is to provide technology that can suppress the influence of noise when switching control from determining the cuff wrapping strength to calculating blood pressure.
  • the present invention provides: a cuff that is wrapped around the part to be measured; a pressure detection unit that detects a cuff pressure in the cuff; a pressure control unit that controls the cuff pressure; a blood pressure calculation unit that performs a blood pressure calculation process to calculate the blood pressure of the subject based on the detected cuff pressure; a wrapping strength determination unit that performs a wrapping strength determination process to determine the wrapping strength of the cuff around the measurement target part; Equipped with The pressure control unit is performing constant pressure control to maintain the cuff pressure at a constant target pressure value from the start of increasing the cuff pressure until the end of the wrapping strength determination process, and performing constant speed inflation control to increase the cuff pressure at a constant speed in order to calculate the blood pressure after the end of the wrapping strength determination process; The winding strength determination unit
  • the blood pressure measuring device is characterized in that the wrapping strength is determined during the constant pressure control.
  • the winding strength determination unit The wrapping strength may be determined based on a change in the cuff pressure during a determination time period, which is the time period from the initial pressure until the cuff pressure reaches the target pressure value and stabilizes.
  • the winding strength determination unit The wrapping strength may be determined by comparing the number of times the cuff pressure falls below the target pressure value during the determination time period and the difference from the target pressure value with predetermined threshold values.
  • the winding strength determination unit The wrapping strength may be determined based on whether the cuff pressure increases or decreases relative to the target pressure value during the determination time period.
  • the target pressure value may be less than 30 mmHg.
  • the pressure control unit is The constant speed pressurization control may be performed depending on the result of the wrapping strength determination process.
  • the pressure control unit is The constant pressure control may be performed by PID control.
  • the pressure control unit is A pump for supplying air to the cuff and an exhaust valve for controlling exhaust from the cuff may be controlled.
  • the present invention also provides detecting a cuff pressure in a cuff wrapped around the measurement target part; performing constant pressure control to maintain the cuff pressure at a constant target pressure value; a step of performing a wrapping strength determination process to determine a wrapping strength of the cuff around the measurement target portion during the constant pressure control; a step of performing a constant speed inflation control for increasing the cuff pressure at a constant speed after the wrapping strength determination process is completed; performing a blood pressure calculation process to calculate the blood pressure of the subject based on the cuff pressure during the constant velocity inflation control;
  • the blood pressure measurement method is characterized by comprising:
  • the present invention also provides On the computer, detecting a cuff pressure in a cuff wrapped around the measurement target part; performing constant pressure control to maintain the cuff pressure at a constant target pressure value; a step of performing a wrapping strength determination process to determine a wrapping strength of the cuff around the measurement target portion during the constant pressure control; a step of performing a constant speed inflation control for increasing the cuff pressure at a constant speed after the wrapping strength determination process is completed; performing a blood pressure calculation process to calculate the blood pressure of the subject based on the cuff pressure during the constant velocity inflation control;
  • the blood pressure measurement program is characterized by executing the following.
  • the influence of noise on the timing of switching control from determining the cuff wrapping strength to calculating blood pressure can be suppressed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a hardware configuration of a blood pressure measurement device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the blood pressure measurement device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating the overall processing procedure of the blood pressure measurement device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a graph showing changes over time in the cuff pressure and the pressure pulse wave when the blood pressure measurement device according to Example 1 is in use.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating the procedure of the wrapping strength determination process of the blood pressure measurement device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing a variation pattern of the cuff pressure for each wrapping strength in the blood pressure measurement device according to Example 1.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an outline of a hardware configuration of a blood pressure measurement device according to the second embodiment.
  • Example 1 An example of an embodiment of the present invention will be described below. However, unless otherwise specified, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in this example are not intended to limit the scope of the present invention to those only.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a hardware configuration of a blood pressure measurement device 1 according to this embodiment.
  • the blood pressure measurement device 1 includes a cuff 11, a pressure sensor 12, a pressure pump 13, an exhaust valve 14, an air tube 15, an oscillator circuit 21, a pump drive circuit 22, a valve drive circuit 23, a display unit 25, a memory 24, an operation switch 26, a power supply 27, and a CPU 100.
  • the blood pressure measurement device 1 corresponds to the blood pressure measurement device of the present invention.
  • the cuff 11, the pressure pump 13, and the exhaust valve 14 correspond to the cuff, pump, and exhaust valve of the present invention, respectively.
  • the cuff 11 includes an air bag 11a containing air.
  • the cuff 11 is equipped with a pressure sensor 12 for detecting the pressure inside the air bag 11a of the cuff 11 (hereinafter referred to as "cuff pressure") via an air tube 15, a pressure pump 13 for supplying air to the air bag 11a, and an exhaust valve 14 that opens and closes to maintain the pressure inside the air bag 11a or to exhaust the air inside the air bag 11a.
  • the blood pressure measuring device 1 is equipped with a CPU (Central Processing Unit) 100 for controlling each part of the device, a memory 24 for storing programs executed for the wrapping strength determination process and blood pressure measurement process described below, as well as data such as blood pressure measurement results, a display unit 25 for displaying various information such as the wrapping strength determination results and blood pressure measurement results, an operation switch 26 for inputting various instructions for measurement, and a power supply 27 for supplying power to each part of the device, such as the CPU.
  • a CPU Central Processing Unit
  • memory 24 for storing programs executed for the wrapping strength determination process and blood pressure measurement process described below, as well as data such as blood pressure measurement results
  • a display unit 25 for displaying various information such as the wrapping strength determination results and blood pressure measurement results
  • an operation switch 26 for inputting various instructions for measurement
  • a power supply 27 for supplying power to each part of the device, such as the CPU.
  • the oscillator circuit 21 outputs a signal with an oscillation frequency corresponding to the output value of the pressure sensor 12 to the CPU 100.
  • the pump drive circuit 22 controls the drive of the pressure pump 13 based on a control signal output from the CPU 100.
  • the valve drive circuit 23 controls the opening and closing of the exhaust valve 14 based on a control signal output from the CPU 100.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the blood pressure measurement device 1.
  • the CPU 100 includes a pressure detection unit 110, a pressure control unit 120, a blood pressure calculation unit 130, a condition determination unit 140, and a wrapping strength determination unit 150.
  • the pressure detection unit 110, the pressure control unit 120, the blood pressure calculation unit 130, and the wrapping strength determination unit 150 correspond to the pressure detection unit, the pressure control unit, the blood pressure calculation unit, and the wrapping strength determination unit of the present invention, respectively.
  • the output signal of the oscillator circuit 21 is input to the pressure detection unit 110.
  • the pressure detection unit 110 detects the oscillation frequency of the input signal and converts the detected oscillation frequency into a pressure value signal.
  • the pressure detection unit 110 includes an HPF (High Pass Filter) unit that applies HPF processing to the pressure value signal to extract and output a pressure pulse wave signal, and an LPF (Low Pass Filter) unit that applies LPF processing to the pressure value signal to extract and output a pressure absolute value signal.
  • HPF High Pass Filter
  • LPF Low Pass Filter
  • the pressure control unit 120 controls the operation of the pump drive circuit 22 and the valve drive circuit 23 to control the cuff pressure of the cuff 11.
  • a cuff pressure signal indicating the cuff pressure detected in time series from the LPF section of the pressure detection section 110 is input to the condition determination section 140. Based on the cuff pressure signal input in time series, the condition determination section 141 determines whether the conditions (determination conditions) for determining the wrapping strength are met.
  • the wrapping strength determination unit 150 receives a cuff pressure signal indicating the cuff pressure detected in time series from the LPF unit of the pressure detection unit 110, and stores the input cuff pressure signal in a predetermined area of the memory 24. The wrapping strength determination unit 150 waits until the determination conditions are met, and then performs a wrapping strength determination, as described below, based on the cuff pressure signal read from the memory 24.
  • Fig. 3 is a flowchart showing the overall processing procedure of the blood pressure measurement method using the blood pressure measurement device 1.
  • the overall processing of blood pressure measurement shown in Fig. 3 is stored in advance as a program in a predetermined area of the memory 24, and is realized by the CPU 100 reading and executing the program from the memory 24.
  • the program may be stored in a computer-readable storage medium and read from the storage medium into the blood pressure measurement device 1.
  • Fig. 4 is a graph showing the time changes of the pressure pulse wave and cuff pressure detected during blood pressure measurement on the same time axis.
  • the person being measured When measuring blood pressure, the person being measured will have already wrapped the cuff 11 around the part to be measured, such as the upper arm or wrist.
  • the following explanation assumes that the person being measured has made the required settings using the operation switch 26 and given a command to start blood pressure measurement.
  • the blood pressure measurement device 1 Upon receiving the command to start blood pressure measurement, the blood pressure measurement device 1 performs the required initialization, such as opening the exhaust valve 14 and setting the cuff pressure to atmospheric pressure (initial pressure).
  • the pressure control unit 120 begins constant pressure control (step S1). At this time, the pressure control unit 120 controls the pump drive circuit 22 so that the cuff pressure detected by the pressure sensor 12 remains constant (referred to as "constant pressure control"), using the initial inflation end pressure, which is the cuff pressure at which the initial inflation ends, as the target pressure value.
  • This constant pressure control can be performed using, for example, PID control, but the control method is not limited to this.
  • the condition determination unit 140 monitors the cuff pressure detected by the pressure sensor 12 and determines whether the cuff pressure has reached the target pressure value and is stable (step S2). Whether the cuff pressure is stable can be determined, for example, based on whether the deviation of the cuff pressure from the target pressure value is within a range of ⁇ 5%, but the determination criteria are not limited to this.
  • step S2 is repeated and the condition determination unit 140 continues to monitor the cuff pressure.
  • the sampled cuff pressure is stored in a specified area of the memory 24 in association with sampling time information.
  • step S2 the condition determination unit 140 determines that the cuff pressure has reached the target pressure value and is stable
  • the wrapping strength determination unit 150 executes the wrapping strength determination process shown in FIG. 5 based on the time change information of the cuff pressure stored in memory 24 (step S3). In this way, the wrapping strength determination process is performed under constant pressure control.
  • time P1 until Tc in Figure 4 corresponds to the time to be determined in the present invention.
  • Time Tc corresponds to the end of the wrapping strength determination process.
  • Figure 6 is a graph showing example patterns of cuff pressure change when the wrapping strength is determined to be loose, tight, or tight.
  • Figure 6 shows an enlarged view of the area surrounded by the dashed line in Figure 4 showing changes in cuff pressure.
  • the loose wrapping state the cuff pressure rises slowly when inflated and falls far below the target pressure, a so-called undershoot state, before reaching the target pressure.
  • the tight wrapping state the cuff pressure rises sharply immediately after inflating begins and exceeds the target pressure, entering a so-called overshoot state, after which it repeatedly increases and decreases, oscillating above and below the target pressure before reaching the target pressure.
  • the tight wrapping state the cuff pressure rises as inflating occurs, but does not exceed the target pressure, and quickly approaches the target pressure before reaching it.
  • the wrapping strength determination unit 150 determines whether the number and amount of times the cuff pressure falls below the target pressure value before it reaches the target pressure value from the initial pressure are greater than a predetermined threshold (step S31).
  • the amount of time the cuff pressure falls below the target pressure value is the magnitude of the difference between the target pressure value and the cuff pressure.
  • step S31 if it is determined that the number of times and the amount by which the cuff pressure is below the target pressure value before the cuff pressure reaches the target pressure value are greater than a predetermined threshold, the wrapping strength is determined to be loose (step S32).
  • step S31 if it is determined that the number of times and the amount by which the cuff pressure is below the target pressure value before the cuff pressure reaches the target pressure value are below a predetermined threshold, the wrapping strength determination unit 150 determines whether the pressure value increases or decreases relative to the target pressure value (step S33). In step S33, if the cuff pressure increases or decreases relative to the target pressure value before it reaches the target pressure value, it is determined that the wrapping strength is tight (step S34).
  • step S33 if the cuff pressure does not increase or decrease relative to the target pressure value before it reaches the target pressure value, the wrapping strength is determined to be tight (step S35).
  • step S5 If the wrapping strength determination in step S3 determines that the cuff is tightly wrapped, the initial pressurization using constant pressure control is terminated, and the pressure control unit 120 starts controlling the pump drive circuit 22 so that the cuff pressure increases at a constant rate (referred to as "constant rate inflation control") (step S5).
  • the constant rate inflation control is executed at time P2 after Tc in Figure 4.
  • the initial pressurization end pressure value (target pressure value) is set to, for example, around 10 mmHg, lower than the 30 mmHg that is a typical value for conventional constant voltage driving.
  • the pump voltage (drive voltage of the pump drive circuit 22) is maintained in a balanced state under constant pressure control, and then the control is switched to constant-speed inflation control to begin acquiring a pressure pulse wave for blood pressure measurement. This prevents sudden changes in inflation speed, suppresses the effects of noise at the control switch timing, and enables clear pressure pulse wave changes to be acquired.
  • the blood pressure calculation unit 130 acquires the pressure pulse wave for blood pressure measurement from the HPF unit of the pressure detection unit 110 using constant velocity inflation control, and performs blood pressure calculation processing to calculate blood pressure values such as systolic blood pressure and diastolic blood pressure using the oscillometric method (step S6).
  • the CPU 100 displays the measurement results, such as the blood pressure value calculated in step S6, on the display unit 25 of the blood pressure measurement device 1 (step S7).
  • the CPU 100 then records the measurement results, such as the blood pressure value calculated in step S6, in a predetermined area of the memory 24 of the blood pressure measurement device 1 (step S8), and ends the blood pressure measurement process.
  • step S3 determines that the wrapping strength is not perfect, i.e., if it is determined that the wrapping is loose or tight
  • the pressure control unit 12025 controls the valve drive circuit 23 to open the exhaust valve 14 and discharge air from the air bag 11a of the cuff 11 (step S9). Then, the CPU 100 displays an error on the display unit 25 (step S10) and ends the blood pressure measurement process.
  • Example 2 6 is a block diagram showing an outline of the hardware configuration of a blood pressure measurement device 2 according to Example 2. Components common to those in the blood pressure measurement device 1 according to Example 1 are denoted by common reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the blood pressure measurement device 2 is equipped with a control valve 16 and a control valve drive circuit 28, and further equipped with a quick exhaust valve 17 and a quick exhaust valve drive circuit 30.
  • the blood pressure measurement device 2 corresponds to the blood pressure measurement device of the present invention.
  • the control valve 16 corresponds to the exhaust valve of the present invention.
  • the control valve 16 is a valve whose opening degree can be continuously controlled, and the control valve drive circuit 28 controls the opening degree of the control valve 16 based on a control signal output from the CPU 100.
  • the quick exhaust valve 17 is a valve that can rapidly exhaust air by opening the valve, immediately reducing the cuff pressure.
  • the quick exhaust valve drive circuit 30 controls the opening and closing of the quick exhaust valve 17 based on a control signal output from the CPU 100.
  • the pressure control unit 120 controls the operation of the pump drive circuit 22, the control valve drive circuit 28, and the quick exhaust valve drive circuit 29.
  • control valve 16 Since it is difficult to precisely control the cuff pressure using the pressure pump 13, by combining it with a control valve 16 that allows for slow exhaust, constant pressure control at low pressures can be achieved in a shorter time. During constant pressure control, the control valve 16 is controlled to open and close, but during constant-speed inflation control, the control valve 16 is kept closed.
  • the overall blood pressure measurement procedure including the wrapping strength determination process, is the same as that of the blood pressure measurement device 1 according to Example 1, and therefore will not be described further.
  • the blood pressure measurement device 2 is equipped with a quick exhaust valve 17, which allows the cuff pressure to be reduced in a short time when venting, thereby reducing the burden on the person being measured.

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Abstract

被測定部に巻き付けられるカフと、カフ圧を検出する圧力検出部と、前記カフ圧を制御する圧力制御部と、前記カフ圧に基づいて血圧算出処理を行う血圧算出部と、前記カフの巻き付け強度を判定する巻き付け強度判定処理を行う巻き付け強度判定部と、を備え、前記圧力制御部は、前記カフ圧の加圧を開始してから前記巻き付け強度判定処理を終了するまで、前記カフ圧を一定の目標圧値に維持しようとする圧力一定制御を行うとともに、前記巻き付け強度判定処理終了後に、前記血圧を算出するために前記カフ圧が等速で加圧される等速加圧制御を行い、前記巻き付け強度判定部は、前記圧力一定制御中に前記巻き付け強度を判定する血圧測定装置。

Description

血圧測定装置、血圧測定方法及び血圧測定プログラム
　本発明は、血圧測定装置、血圧測定方法及び血圧測定プログラムに関する。
　近年、血圧値などの個人の身体・健康に関する情報を測定機器によって測定し、当該測定結果を記録・分析することで、健康管理を行うことが普及している。上記のような測定機器の一例として、被測定者の上腕や手首等の被測定部にカフを装着し、カフの巻き付け強度を判定する機能を搭載した血圧計が知られている（特許文献１参照）。
　特許文献１に開示された血圧計では、カフを装着後、初期加圧においてポンプに一定電圧を印加して駆動し、初期圧から初期加圧終了圧値に到達するまでのカフ圧‐加圧時間特性（カフ圧曲線）からカフの巻き付け強度を判定し、それに引き続いて血圧算出処理を行っている。
　しかしながら、このような一定電圧駆動では、カフの巻き付け強度判定に必要な時間を確保するために初期加圧レベルをあまり低くすることができず、カフの巻き付け強度判定後に直ちに血圧算出のために圧脈波を取得する必要があるため、制御の切り替えタイミングで発生するノイズが圧脈波に悪影響を及ぼす可能性があった。
特許第５４０８１４２号公報
　上記のような従来の技術に鑑み、カフの巻き付け強度判定から血圧算出への制御の切り替えタイミングにおけるノイズの影響を抑制することができる技術を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するため、本発明は、
　被測定部に巻き付けられるカフと、
　前記カフ内のカフ圧を検出する圧力検出部と、
　前記カフ圧を制御する圧力制御部と、
　検出された前記カフ圧に基づいて被測定者の血圧を算出する血圧算出処理を行う血圧算出部と、
　前記カフの前記被測定部への巻き付け強度を判定する巻き付け強度判定処理を行う巻き付け強度判定部と、
を備え、
　前記圧力制御部は、
　前記カフ圧の加圧を開始してから前記巻き付け強度判定処理を終了するまで、前記カフ圧を一定の目標圧値に維持しようとする圧力一定制御を行うとともに、前記巻き付け強度判定処理終了後に、前記血圧を算出するために前記カフ圧が等速で加圧される等速加圧制御を行い、
　前記巻き付け強度判定部は、
　前記圧力一定制御中に前記巻き付け強度を判定することを特徴とする血圧測定装置である。
　これによれば、カフの巻き付け強度判定の圧力一定制御において、カフ圧を一定の目標圧値に維持した状態から、血圧算出のための等速加圧制御へと制御が切り替えられるので、切り替えタイミングにおける血圧算出に対するノイズの影響を抑制することができる。
　また、本発明において、
　前記巻き付け強度判定部は、
　前記カフ圧が初期圧から前記目標圧値に到達し安定するまでの時間である判定対象時間における前記カフ圧の変化に基づいて前記巻き付け強度を判定するようにしてもよい。
　これによれば、カフを被測定部に巻き付けた際のカフ圧の被測定部に対する与圧の大きさに応じた巻き付け強度の判定ができる。
　また、本発明において、
　前記巻き付け強度判定部は、
　前記カフ圧が、前記判定対象時間中に前記目標圧値未満となる回数及び前記目標圧値に対する差分をそれぞれ所定の閾値と比較することにより、前記巻き付け強度を判定するようにしてもよい。
　これによれば、巻き付け強度として、カフを被測定部に巻き付けた際のカフ圧の被測定部に対する与圧の大きさが適正な値よりも小さいか否かを判定することができる。
　また、本発明において、
　前記巻き付け強度判定部は、
　前記カフ圧が、前記判定対象時間中に前記目標圧値に対して増減するか否かに基づいて、前記巻き付け強度を判定するようにしてもよい。
　これによれば、巻き付け強度として、カフを被測定部に巻き付けた際のカフ圧の被測定部に対する与圧の大きさが適正な値よりも大きいか否かを判定することができる。
　また、本発明において、
　前記目標圧値は、３０ｍｍＨｇより小さいようにしてもよい。
　これによれば、３０ｍｍＨｇよりも小さいカフ圧を目標圧値として圧力一定制御が行われるので、血圧算出のための等速加圧制御を、カフ圧がより小さい状態から開始することができる。
　また、本発明において、
　前記圧力制御部は、
　前記巻き付け強度判定処理の結果に応じて、前記等速加圧制御を行うようにしてもよい。
　これによれば、巻き付け強度が適正である場合に、等速加圧制御を行うようにして、精度のよい血圧算出を実現できる。また、巻き付け強度が適正でない場合には、等速加圧制御を行わずにカフ内の空気を排気することにより、被測定者の負担を軽減することもできる。
　また、本発明において、
　前記圧力制御部は、
　ＰＩＤ制御により前記圧力一定制御を行うようにしてもよい。
　また、本発明において、
　前記圧力制御部は、
　前記カフに空気を供給するポンプ及び前記カフからの排気を制御する排気弁を制御するようにしてもよい。
　また、本発明は、
　被測定部に巻き付けられるカフ内のカフ圧を検出するステップと、
　前記カフ圧を一定の目標圧値に維持しようとする圧力一定制御を行うステップと、
　前記圧力一定制御中に前記カフの前記被測定部への巻き付け強度を判定する巻き付け強度判定処理を行うステップと、
　前記巻き付け強度判定処理終了後に、前記カフ圧を等速で加圧する等速加圧制御を行うステップと、
　前記等速加圧制御中に、前記カフ圧に基づいて被測定者の血圧を算出する血圧算出処理を行うステップと、
を備えたことを特徴とする血圧測定方法である。
　これによれば、カフの巻き付け強度判定の圧力一定制御において、カフ圧を一定の目標圧値に維持した状態から、血圧算出のための等速加圧制御へと制御が切り替えられるので、切り替えタイミングにおける血圧算出に対するノイズの影響を抑制することができる。
　また、本発明は、
　コンピュータに、
　被測定部に巻き付けられるカフ内のカフ圧を検出するステップと、
　前記カフ圧を一定の目標圧値に維持しようとする圧力一定制御を行うステップと、
　前記圧力一定制御中に前記カフの前記被測定部への巻き付け強度を判定する巻き付け強度判定処理を行うステップと、
　前記巻き付け強度判定処理終了後に、前記カフ圧を等速で加圧する等速加圧制御を行うステップと、
　前記等速加圧制御中に、前記カフ圧に基づいて被測定者の血圧を算出する血圧算出処理を行うステップと、
を実行させることを特徴とする血圧測定プログラムである。
　これによれば、カフの巻き付け強度判定の圧力一定制御において、カフ圧を一定の目標圧値に維持した状態から、血圧算出のための等速加圧制御へと制御が切り替えられるので、切り替えタイミングにおける血圧算出に対するノイズの影響を抑制することができる。
　本発明によれば、カフの巻き付け強度判定から血圧算出への制御の切り替えタイミングにおけるノイズの影響を抑制することができる。
図１は、実施例１に係る血圧測定装置のハードウェア構成の概略を示す図である。 図２は、実施例１に係る血圧測定装置の機能ブロック図である。 図３は、実施例１に係る血圧測定装置の全体処理の手順を説明するフローチャートである。 図４は、実施例１に係る血圧測定装置の使用時のカフ圧と圧脈波の時間変化を示すグラフである 図５は、実施例１に係る血圧測定装置の巻き付け強度判定処理の手順を説明するフローチャートである。 図６は、実施例１に係る血圧測定装置における巻き付け強度ごとのカフ圧の変動パターンを示すグラフである。 図７は、実施例２に係る血圧測定装置のハードウェア構成の概略を示す図である。
　以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
＜実施例１＞
　以下に、本発明の実施形態の一例について説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　（装置構成）
　図１は、本実施例に係る血圧測定装置１のハードウェア構成の概略図である。
　血圧測定装置１は、カフ１１、圧力センサ１２、加圧ポンプ１３、排気弁１４、エアチューブ１５、発振回路２１、ポンプ駆動回路２２、弁駆動回路２３、表示部２５、メモリ２４、操作スイッチ２６、電源２７、ＣＰＵ１００を備える。血圧測定装置１が、本発明の血圧測定装置に相当する。カフ１１、加圧ポンプ１３及び排気弁１４が、それぞれ本発明のカフ、ポンプ、排気弁に相当する。
　カフ１１は、空気が内包される空気袋１１ａを含む。カフ１１には、エアチューブ１５を介して、カフ１１の空気袋１１ａ内の圧力（以下、「カフ圧」という。）を検出するための圧力センサ１２と、空気袋１１ａに空気を供給するための加圧ポンプ１３と、空気袋１１ａ内の圧力を維持し、又は、空気袋１１ａ内の空気を排出するための開閉される排気弁１４が設けられている。
　さらに、血圧測定装置１は、装置各部を制御するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）１００と、後述する巻き付け強度判定処理や血圧測定処理のために実行されるプログラムや、血圧測定結果等のデータを記憶するためのメモリ２４と、巻き付け強度判定結果や血圧測定結果等の各種情報を表示する表示部２５と、測定のための各種指示を入力するための操作スイッチ２６と、ＣＰＵ等の装置各部に電力を供給する電源２７を備える。
　また、発振回路２１は、圧力センサ１２の出力値に応じた発振周波数の信号をＣＰＵ１００に出力する。ポンプ駆動回路２２は、加圧ポンプ１３の駆動をＣＰＵ１００から出力される制御信号に基づいて制御する。弁駆動回路２３は、ＣＰＵ１００から出力される制御信号に基づいて排気弁１４の開閉を制御する。
　図２は、血圧測定装置１の機能ブロック図である。
　ＣＰＵ１００は、圧力検出部１１０、圧力制御部１２０、血圧算出部１３０、条件判断部１４０、巻き付け強度判定部１５０を備える。圧力検出部１１０、圧力制御部１２０、血圧算出部１３０及び巻き付け強度判定部１５０が、それぞれ本発明の圧力検出部、圧力制御部、血圧算出部及び巻き付け強度判定部に相当する。
　圧力検出部１１０には、発振回路２１の出力信号が入力される。圧力検出部１１０は、入力信号の発振周波数を検出し、検出した発振周波数を圧力値信号に換算する。圧力検出部１１０は、圧力値信号をＨＰＦ（High Pass Filter）処理することにより圧脈波信号を抽出して出力するＨＰＦ部と、圧力値信号をＬＰＦ（Low Pass Filter）処理することにより圧力絶対値信号を抽出して出力するＬＰＦ部とを含む。
　圧力制御部１２０は、ポンプ駆動回路２２及び弁駆動回路２３の動作を制御することにより、カフ１１のカフ圧を制御する。
　血圧算出部１３０は、圧力検出部１１０のＨＰＦ部により抽出された圧脈波信号を入力し、入力した圧脈波信号をオシロメトリック法に従って処理することにより、拡張期血圧（最低血圧）及び収縮期血圧（最高血圧）を算出する。
　条件判断部１４０には、圧力検出部１１０のＬＰＦ部から時系列に従って検出されるカフ圧を示すカフ圧信号が入力される。条件判定部１４１は、時系列で入力されるカフ圧信号に基づいて、巻き付け強度判定を行うための条件（判定条件）が満たされるか否かを判断する。
　巻き付け強度判定部１５０では、圧力検出部１１０のＬＰＦ部から時系列に従って検出されるカフ圧を示すカフ圧信号が入力され、入力されたカフ圧信号は、メモリ２４の所定領域に記憶される。巻き付け強度判定部１５０は、判定条件が満たされるのを待って、メモリ２４から読み出されたカフ圧信号に基づいて、後述する巻き付け強度判定を行う。
　（血圧測定方法）
　図３は、血圧測定装置１による血圧測定方法の全体処理の手順を示すフローチャートである。図３に示す血圧測定の全体処理は、予めプログラムとしてメモリ２４の所定領域に記憶されており、ＣＰＵ１００が当該プログラムをメモリ２４から読み出して実行することによって実現される。当該プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶され、当該記憶媒体から血圧測定装置１に読み込まれたものであってもよい。図４は、血圧測定時において検出される圧脈波とカフ圧との時間変化を同じ時間軸で示したグラフである。
　血圧の測定に際しては、被測定者は、予め上腕や手首等の被測定部にカフ１１を巻き付けている。また、被測定者が、操作スイッチ２６により所定の設定を行うとともに、血圧測定の開始を指示しているものとして説明する。なお、血圧測定開始の指示を受け付けた血圧測定装置１では、排気弁１４を開放しカフ圧を大気圧（初期圧）とする等の所定の初期化が実行されている。
　血圧測定が開始されると、圧力制御部１２０は、圧力一定制御を開始する（ステップＳ１）。このとき、圧力制御部１２０は、初期加圧を終了するカフ圧である初期加圧終了圧値を目標圧値として、圧力センサ１２によって検出されるカフ圧が一定となるようポンプ駆動回路２２を制御（「圧力一定制御」という。）する。この圧力一定制御は、例えば、ＰＩＤ制御によって行うことができるが、制御方法はこれに限られない。
　条件判断部１４０では、圧力センサ１２によって検出されるカフ圧を監視し、カフ圧が目標圧値に到達し、かつ、安定しているか否かを判断する（ステップＳ２）。カフ圧が安定しているか否かは、例えば、カフ圧の目標圧値に対する偏差が±５％の範囲に収まっているか否かの基準によって判断することができるが、判断基準はこれに限られない。
　ステップＳ２において、カフ圧が目標圧値に到達せず、又は、安定しないと判断した場合には、ステップＳ２を繰り返し、条件判断部１４０はカフ圧の監視を継続する。ステップＳ３に進むまでに、サンプリングされたカフ圧は、サンプリングの時間情報と関連付けてメモリ２４の所定領域に記憶される。
　ステップＳ２において、条件判断部１４０が、カフ圧が目標圧値に到達し、かつ、安定していると判断した場合には、巻き付け強度判定部１５０は、メモリ２４に記憶されたカフ圧の時間変化情報に基づいて、図５に示す巻き付け強度判定処理を実行する（ステップＳ３）。このように、巻き付け強度判定処理は、圧力一定制御のもとで行われる。
　ステップＳ３の巻き付け強度判定処理では、巻き付け強度判定部１５０が圧力一定制御におけるカフ圧が初期圧から目標圧値に到達し安定するまでの時間のカフ圧の変動パターンによって巻き付け強度を判定する。ここでは、カフ１１の巻き付け強度が、ゆる巻き、ぴったり巻き、きつ巻きの３つのカテゴリのいずれであるかを判定する。カフ１１を上腕等の被測定部の周囲に巻き付けることにより円筒状としたときに、この円筒の円周の長さと、被測定部の周長がほぼ等しい場合には、カフ１１による被測定部に対する与圧が血圧測定のための適正なレベルとなるので、このような状態をぴったり巻きとしている。カフ１１によって形成される円筒の円周の長さが被測定部の周長よりも短い場合には、カフ１１が被測定部にきつめに巻かれており、カフ１１による被測定部に対する与圧が適正レベルより高めとなるので、このような状態をきつ巻きとしている。そして、カフ１１によって形成される円筒の円周の長さが被測定部の周長よりも長い場合には、カフ１１が被測定部にゆるめに巻かれており、カフ１１による被測定部に対する与圧が適正レベルよりも低めとなるので、このような状態をゆる巻きとしている。ここで、圧力一定制御においてカフ圧が初期圧から目標圧値に到達し安定するまでの時間（図４では、Ｔｃまでの時間Ｐ１）が、本発明の判定対象時間に相当する。時間Ｔｃは、巻き付け強度判定処理の終了時に対応する。
　図６は、巻き付け強度が、ゆる巻き、ぴったり巻き、きつ巻きと判定される場合のカフ圧の変化パターン例を示したグラフである。図６は、図４のカフ圧の変化の破線で囲まれた部分を拡大して示している。ゆる巻きの状態では、加圧時にカフ圧の上昇が遅く、目標圧値を大きく下回る、いわゆるアンダーシュートの状態が続いたのちに目標圧値に到達する。きつ巻きの状態では、加圧開始直後にカフ圧が急峻に上昇して目標圧値を超えて、いわゆるオーバーシュートの状態となったのち、増減を繰り返し、目標圧値の上下でカフ圧が振動しながら目標圧値に到達する。ぴったり巻きの状態では、加圧に伴ってカフ圧が上昇するものの、目標圧値を超えることはなく、速やかに目標圧値に近づいたのちに目標圧値に到達する。
　巻き付け強度判定部１５０は、カフ圧が初期圧から目標圧値に到達するまでに目標圧値未満の回数及び量が所定の閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ３１）。ここで、目標圧値未満の量とは、目標圧値とカフ圧との差分の大きさである。
　ステップＳ３１において、カフ圧が目標圧値に到達するまでに、カフ圧が目標圧値未満である回数及び量が所定の閾値より大きいと判断された場合には、巻き付け強度はゆる巻きであると判断する（ステップＳ３２）。
　ステップＳ３１において、カフ圧が目標圧値に到達するまでに、カフ圧が目標圧値未満である回数及び量が所定の閾値以下であると判断された場合には、巻き付け強度判定部１５０は、圧力値が目標圧値に対して増減するか否かを判断する（ステップＳ３３）。
　ステップＳ３３において、カフ圧が目標圧値に到達するまでに、圧力値が目標圧値に対して増減する場合には、巻き付け強度はきつ巻きであると判断する（ステップＳ３４）。
　ステップＳ３３において、カフ圧が目標圧値に到達するまでに、カフ圧が目標圧値に対して増減しない場合には、巻き付け強度はぴったり巻きであると判断する（ステップＳ３５）。
　ステップＳ３の巻き付け強度判定において、ぴったり巻きと判定された場合には、圧力一定制御による初期加圧を終了して、圧力制御部１２０は、カフ圧が等速で増加するようポンプ駆動回路２２を制御（「等速加圧制御」という。）を開始する（ステップＳ５）。等速加圧制御は、図４におけるＴｃ以後の時間Ｐ２において実行される。
　初期加圧終了圧値（目標圧値）は、従来の一定電圧駆動における一般的な値である３０ｍｍＨｇより低い、例えば１０ｍｍＨｇ程度に設定する。このように、初期加圧終了圧値を低く設定することにより、巻き付け強度判定処理終了後に、より低圧から血圧測定用圧脈波を取得することができる。
　また、ステップＳ３の巻き付け判定強度判定処理の終了時点では、圧力一定制御での平衡状態のポンプ電圧（ポンプ駆動回路２２の駆動電圧）を維持し、その状態から等速加圧制御に切り替えて血圧測定用圧脈波取得を開始する。これにより加圧速度の急変を防ぐことができるので制御の切り替えタイミングにおけるノイズの影響を抑制し、きれいな圧脈波変化を取得することができる。
　血圧算出部１３０は、等速加圧制御によって、圧力検出部１１０のＨＰＦ部から血圧測定用圧脈波を取得し、オシロメトリック法により収縮期血圧、拡張期血圧等の血圧値を算出する血圧算出処理を行う（ステップＳ６）。
　ＣＰＵ１００は、ステップＳ６において算出された血圧値等の測定結果を血圧測定装置１の表示部２５に表示する（ステップＳ７）。そして、ＣＰＵ１００は、ステップＳ６において算出された血圧値等の測定結果を血圧測定装置１のメモリ２４の所定領域に記録し（ステップＳ８）、血圧測定処理を終了する。
　ステップＳ３の巻き付け強度判定処理において、巻き付け強度がぴったりでないと判定された場合、すなわち、ゆる巻き又はきつ巻きと判定された場合には、圧力制御部１２０２５は、弁駆動回路２３を制御して排気弁１４を開放させて、カフ１１の空気袋１１ａから空気を排出させる（ステップＳ９）。そして、ＣＰＵ１００は、表示部２５にエラー表示をさせて（ステップＳ１０）、血圧測定処理を終了する。
＜実施例２＞
　図６は、実施例２に係る血圧測定装置２のハードウェア構成の概略を示すブロック図である。実施例１に係る血圧測定装置１と共通の構成については、共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
　血圧測定装置２は、排気弁１４及び弁駆動回路２３の代わりに、コントロール弁１６及びコントロール弁駆動回路２８を備え、さらに、急速排気弁１７及び急速排気弁駆動回路３０を備える。血圧測定装置２が、本発明の血圧測定装置に相当する。また、コントロール弁１６が、本発明の排気弁に相当する。
　コントロール弁１６は、開度を連続的に制御可能な弁であり、ＣＰＵ１００から出力される制御信号により、コントロール弁駆動回路２８が、コントロール弁１６の開度を制御する。急速排気弁１７は、弁の開放によって急速に排気し、カフ圧を直ちに低下させることができる弁である。急速排気弁駆動回路３０は、ＣＰＵ１００から出力される制御信号により、急速排気弁１７の開閉を制御する。血圧測定装置２では、圧力制御部１２０は、ポンプ駆動回路２２、コントロール弁駆動回路２８及び急速排気弁駆動回路２９の動作を制御する。
　加圧ポンプ１３では微妙なカフ圧制御が難しいため、微速排気が可能なコントロール弁１６を組み合わせることにより、低圧での圧力一定制御をより短時間で実現することができる。圧力一定制御時にはコントロール弁１６を開閉制御するが、等速加圧制御時にはコントロール弁１６は閉じておく。
　巻き付け強度判定処理を含む血圧測定の全体的な処理手順は、実施例１に係る血圧測定装置１と同様であるため、説明を省略する。
　また、血圧測定装置２では、急速排気弁１７を備えることにより、排気時に短時間でカフ圧を低下させることができるので、被測定者の負担が少ない。
　１，２・・・血圧測定装置
　１１・・・・カフ
　１１０・・・圧力検出部
　１２０・・・圧力制御部
　１３０・・・血圧算出部
　１５０・・・巻き付け強度判定部

Claims (10)

  1. 　被測定部に巻き付けられるカフと、
    　前記カフ内のカフ圧を検出する圧力検出部と、
    　前記カフ圧を制御する圧力制御部と、
    　検出された前記カフ圧に基づいて被測定者の血圧を算出する血圧算出処理を行う血圧算出部と、
    　前記カフの前記被測定部への巻き付け強度を判定する巻き付け強度判定処理を行う巻き付け強度判定部と、
    を備え、
    　前記圧力制御部は、
    　前記カフ圧の加圧を開始してから前記巻き付け強度判定処理を終了するまで、前記カフ圧を一定の目標圧値に維持しようとする圧力一定制御を行うとともに、前記巻き付け強度判定処理終了後に、前記血圧を算出するために前記カフ圧が等速で加圧される等速加圧制御を行い、
    　前記巻き付け強度判定部は、
    　前記圧力一定制御中に前記巻き付け強度を判定することを特徴とする血圧測定装置。
  2. 　前記巻き付け強度判定部は、
    　前記カフ圧が初期圧から前記目標圧値に到達し安定するまでの時間である判定対象時間における前記カフ圧の変化に基づいて前記巻き付け強度を判定することを特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
  3. 　前記巻き付け強度判定部は、
    　前記カフ圧が、前記判定対象時間中に前記目標圧値未満となる回数及び前記目標圧値に対する差分をそれぞれ所定の閾値と比較することにより、前記巻き付け強度を判定することを特徴とする請求項２に記載の血圧測定装置。
  4. 　前記巻き付け強度判定部は、
    　前記カフ圧が、前記判定対象時間中に前記目標圧値に対して増減するか否かに基づいて、前記巻き付け強度を判定することを特徴とする請求項２又は３に記載の血圧測定装置。
  5. 　前記目標圧値は、３０ｍｍＨｇより小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の血圧測定装置。
  6. 　前記圧力制御部は、
    　前記巻き付け強度判定処理の結果に応じて、前記等速加圧制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の血圧測定装置。
  7. 　前記圧力制御部は、
    　ＰＩＤ制御により前記圧力一定制御を行う請求項１又は２に記載の血圧測定装置。
  8. 　前記圧力制御部は、
    　前記カフに空気を供給するポンプ及び前記カフからの排気を制御する排気弁を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の血圧測定装置。
  9. 　被測定部に巻き付けられるカフ内のカフ圧を検出するステップと、
    　前記カフ圧を一定の目標圧値に維持しようとする圧力一定制御を行うステップと、
    　前記圧力一定制御中に前記カフの前記被測定部への巻き付け強度を判定する巻き付け強度判定処理を行うステップと、
    　前記巻き付け強度判定処理終了後に、前記カフ圧を等速で加圧する等速加圧制御を行うステップと、
    　前記等速加圧制御中に、前記カフ圧に基づいて被測定者の血圧を算出する血圧算出処理を行うステップと、
    を備えたことを特徴とする血圧測定方法。
  10. 　コンピュータに、
    　被測定部に巻き付けられるカフ内のカフ圧を検出するステップと、
    　前記カフ圧を一定の目標圧値に維持しようとする圧力一定制御を行うステップと、
    　前記圧力一定制御中に前記カフの前記被測定部への巻き付け強度を判定する巻き付け強度判定処理を行うステップと、
    　前記巻き付け強度判定処理終了後に、前記カフ圧を等速で加圧する等速加圧制御を行うステップと、
    　前記等速加圧制御中に、前記カフ圧に基づいて被測定者の血圧を算出する血圧算出処理を行うステップと、
    を実行させることを特徴とする血圧測定プログラム。
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