(57)【要約】従来の腕部装着式血圧計における心臓の高さを測定する方式は間接的に心臓の位置を類推する方式であるため、測定精度や測定結果への信頼性が低く測定姿勢が変則的になって合わせ難いという問題があった。カフと、被測定者にマイクロ波を照射するためのマイクロ波発信部と、照射されたマイクロ波に基づいて被測定者の心臓の鼓動によってドップラシフトした反射波を受信するマイクロ波受信部と、反射波に基づいて被測定者の心臓の位置に対して被測定者の腕部に装着されたカフが適正位置に存在するか否かを検出する適正位置検出手段を有することを特徴とする腕部装着式血圧計。
2012033232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
腕部装着式血圧計であって、
カフと、
被測定者にマイクロ波を照射するためのマイクロ波発信部と、
照射されたマイクロ波に基づいて被測定者の心臓の鼓動によってドップラシフトした反射波を受信するマイクロ波受信部と、
前記反射波に基づいて、被測定者の心臓の位置に対して被測定者の腕部に装着された前記カフが適正位置に存在するか否かを検出する適正位置検出手段と、
を有することを特徴とする腕部装着式血圧計。
【請求項２】
前記適正位置検出手段は、前記カフを装着した腕部が、胸部前面において前記適正位置へ移動する第２の移動状態を検出する第２の移動検出手段を有する、請求項１に記載の腕部装着式血圧計。
【請求項３】
前記適正位置検出手段は、前記カフを装着した腕部が、胸部前面へ移動する第１の移動状態を検出する第１の移動検出手段を有し、前記第１の移動検出手段により前記第１の移動状態が終了したと判定した後に、前記第２の検出手段により第２の移動状態を検出する、請求項２に記載の腕部装着式血圧計。
【請求項４】
前記第１の移動検出手段は、前記マイクロ波発信部が照射したマイクロ波に対応する送信マイクロ波信号と、前記マイクロ波受信部が受信した反射波に対応する受信マイクロ波信号との位相差信号を生成し、前記位相差信号のうち所定の振幅範囲を超える信号を検出することで、前記第１の移動状態を検出し、
前記第２の移動検出手段は、前記位相差信号のうち前記所定の振幅範囲を超えない信号を所定の時間蓄積してフーリエ変換処理を行ない、周波数成分の基本波を抽出し、前記基本波のうち所定の周波数範囲の信号を脈波として抽出することで、前記第２の移動状態を検出する、請求項３に記載の腕部装着式血圧計。
【請求項５】
前記第１の移動検出手段は、前記位相差信号をアナログ・デジタル変換して出力するＡＤ変換手段及び信号飽和状態検出手段を有し、
前記ＡＤ変換手段は、第１の時間情報に基づいて前記位相差信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、
前記信号飽和状態検出手段は、前記デジタル信号に基づいて、前記所定の振幅範囲である第１の飽和閾値と第２の飽和閾値との間を超える飽和振幅の回数をカウントし、前記飽和振幅の回数が所定の回数よりも多いときは前記第１の移動状態であると判定し、前記第１の移動状態であると判定した後に、前記飽和振幅の回数がゼロになったときは前記第１の移動状態が終了したと判定し、
前記第２の移動検出手段は、前記フーリエ変換処理を行うＦＦＴ手段及び脈波検出手段を有し、
前記ＦＦＴ手段は、第２の時間情報に基づいて前記所定の時間の間前記デジタル信号を蓄積してフーリエ変換処理を行なうことによって周波数成分の前記基本波を抽出し、
前記脈波検出手段は、前記基本波に基づいて、前記所定の周波数範囲である第１の周波数閾値と第２の周波数閾値との間を超えない範囲の周波数成分を前記脈波として抽出し、前記脈波が検出されたことで前記カフを装着した腕部が適正位置へ移動したと判定する、
請求項４に記載の腕部装着式血圧計。
【請求項６】
前記第２の移動検出手段は、前記カフを装着した腕部が適正位置にあるか否かを判定する血圧測定判定手段及び血圧測定手段を更に有し、
前記血圧測定判定手段が、前記カフを装着した腕部が適正位置へ移動したと判定すると、前記血圧測定手段は、血圧測定を開始する、請求項５に記載の腕部装着式血圧計。
【請求項７】
前記血圧測定手段は、血圧測定の開始後、前記カフを装着した腕部が適正位置から外れた場合に、血圧測定を中止する、請求項６に記載の腕部装着式血圧計。
【請求項８】
計時手段と、
メモリ手段と、
表示や音や光や振動又はその組み合わせで情報を報知する報知手段と、を更に有し、
前記計時手段から得られる時刻の情報、前記脈波の情報、及び前記血圧測定の結果を前記メモリ手段に記憶し、前記メモリ手段に記憶された内容を前記報知手段により報知する、請求項６又は７に記載の腕部装着式血圧計。
【請求項９】
前記血圧測定判定手段が、前記カフを装着した腕部が適正位置へ移動したと判定すると、前記報知手段は、前記カフを装着した腕部が前記適正位置にあることを報知する、請求項８に記載の腕部装着式血圧計。
【請求項１０】
前記第２の移動検出手段は、第２の移動状態を検出しているときに前記位相差信号から呼吸の情報を抽出し、前記メモリ手段に前記計時手段から得られる時刻の情報、前記脈波の情報、前記血圧測定の結果、及び前記呼吸の情報を記憶する、請求項８又は９に記載の腕部装着式血圧計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腕部を被測定部位とする血圧計に関し、特に血圧測定時点の被測定部位と心臓との高さ位置を適切な位置に合わせることができる血圧計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭内での血圧測定は、日常体調管理の一環としてその測定結果を管理する程度で良く、厳密な測定結果は要求されていなかった。
しかし近年、日常体調管理の重要性が見直されており、最近の報告では、２４時間自由行動下で複数回血圧値を測定することがよいとされている。２４時間に複数回血圧値を測定すれば、任意のタイミングで測定する通常の家庭内での血圧測定では得られない血圧値の変動を知り得ることができる。つまり、単発の測定ではなく複数回の測定による血圧値を得ることで、血圧値の変動に関係する被測定者の疾病などが見つけやすくなるという考え方である。
例えば、通常、夜間や睡眠中は血圧が低下するが、高血圧症の中には夜間や睡眠中でも血圧の低下が起きない人がいると言われている。また、夜間に血圧が上昇する人もいる。このような人の場合、本来は血管に負担がかからない夜間や睡眠中にも関わらず血管に負担がかかり続けているため、心筋梗塞や脳梗塞などが発症しやすいといわれている。このように、一日のなかでの血圧値の変動を知ることで、高血圧症のみならず、高血圧が関係するといわれている他の疾病も検知するきっかけとすることができる。
近年、仮面高血圧、職場高血圧、白衣高血圧などという言葉が知られている。仮面高血圧とは、実際は高血圧であるのに、血圧を測定すると低い血圧値を示してしまうというものである。
職場高血圧は、仮面高血圧に属するものである。例えば、被測定者が仕事などで肉体的に疲労していたり、精神的にストレスを受けたりして高血圧症になっているのであるが、家庭内や病院又は職場の健康診断などでは疲労やストレス要因から解放されるので、リラックス状態となり、そのときに測定した血圧値は低い値を示してしまうというものである。白衣高血圧とは、家庭内で測定する血圧値は正常なのに、病院で測定する血圧値は高くなるというものである。
白衣高血圧は、病院という環境に身を置くことや白衣を目視することで引き起こされるので、被測定者自身も比較的認識しやすいといわれている。ところが、仮面高血圧及び職場高血圧は、実際には高血圧症であるにも関わらず測定した血圧値には反映されないため、被測定者はもとより医師なども高血圧症であることを認識しにくいという問題がある。
このような、被測定者自身が認識しにくいような症状も、一日のなかでの血圧値の変動を知ることができれば、発見されやすくなる。
ところで、一般的に血圧測定時は、リラックスして臨むのが好ましいとされている。被測定者が緊張状態であると、血管が収縮し、正しい血圧が測定できないからである。このため、血圧測定時には、深呼吸をして臨むことや、数分前からリラックスした姿勢で待つことなどを推奨する場合が多い。したがって、血圧測定時は、本質的には、被測定者の肉体的や精神的状態を、測定した血圧値と共に合わせて記録しておくことが望ましいのである。
しかしながら、被測定者の肉体的や精神的状態を正確に把握して記録することは難しい。そこで、電子血圧計は、血圧測定と同時に脈拍数も測定できるものもある。脈拍数も測定することで、被測定者の肉体的、精神的状態を脈拍数の数値をもって推測することができる。つまり、例えば、脈拍数が高ければストレスを感じているとするものである。
また、血圧測定時は、血圧を測定する部位と心臓との位置関係も重要である。血圧を測定する部位が適性位置にないと、被測定部位の血管の状態が変わり、正しい血圧が測定できないからである。例えば、心臓よりも被測定部位が低い位置にあると、血圧が高く測定されてしまうことがある。具体的には、心臓よりも被測定部位が１０ｃｍ下がると、血圧値は７ｍｍＨｇ上がると言われている。
血圧を測定する場合、被測定部位は心臓と同じ高さにする必要がある。被測定部位に血圧測定部であるカフを装着したとき、カフと心臓とが同一の高さとなる位置を適正位置とし、カフが適正位置にある状態で血圧を測定することが重要なのである。なお、この適正位置は、心臓と被測定部位との相対高さ位置が適正範囲にあるという意味を含んでいる。適正範囲とは、心臓と被測定部位とがほぼ同じ高さであるという意味を含んでおり、厳密に寸分の狂いもなく心臓と被測定部位とが同じ高さでなければならないという意味ではない。
近年では、その被測定部位は上腕部がよいと言われている。その理由は、そもそも上腕部にカフなどを装着しやすいという点と共に、臥位、つまり寝た姿勢でも被測定部位と心臓とが同じ高さにしやすいという点とがあるからである。
一方、電子血圧計にあっては、血圧計本体又は血圧測定部を手首に装着して被測定部位とする手首装着式血圧計が知られている。手首装着式血圧計は、構造上、小型に構成し易く、常に携行して家庭や職場などの様々な環境での血圧測定に適している。しかし、手首装着式血圧計は、被測定部位と心臓との高さを同じにする必要がある。そこで、血圧計本体又は血圧測定部にセンサを搭載して、被測定部位の位置を計測するものが知られている。例えば、手首装着式血圧計に傾きセンサなどからなる姿勢検出手段を備えたものが提案されている（特許文献１）。
特許文献１に記載された血圧計について図１０を用いて説明する。
図１０（ａ）は、特許文献１に記載の手首装着式血圧計の測定部位の傾きと、測定部位と心臓との高さ位置の関係とを説明する図である。
手首１１１に手首装着式血圧計１１２を装着した状態で、ヒジ１１３の手元を机１１４に載置したときの、机１１４の面とヒジ１１３のなす角度をθ、心臓１１５と手首装着式血圧計１１２との高さの差をＨとする。この時の傾きθと高さの差Ｈとの関係は、右上がりの一次関数となり、傾きθが検出できれば、傾きθから高さの差Ｈを知ることができる。
つまり、傾きセンサによって手首装着式血圧計１１２の傾きを検出することで、手首装着式血圧計１１２の高さを求めて、被測定者は手首装着式血圧計１１２の位置を適正位置にして血圧測定を行なうことができる。
図１０（ｂ）は、特許文献１に記載された血圧計の別の例を説明するものであって、被測定部位を心臓位置に合わせるための説明図である。この例では、手首装着式血圧計１１２に傾きセンサではなく心音センサ（例えば、マイクロホン）１１６を内蔵させており、身体前面の心臓付近に手首装着式血圧計１１２を近接させて心音センサを用いて適正位置を探す様子を示している。
図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）に示したような適正位置を探すときにおける、手首装着式血圧計１１２内の心音センサ１１６で得られる心音の強さを示すグラフである。縦軸は音の強さ、横軸は手首装着式血圧計１１２の位置を走査位置として示している。手首装着式血圧計１１２を被測定者の体に押し付け、上下に動かし、心音センサ１１６から得られる音の強さをサーチする。図１０（ｃ）に示すように、ピーク値Ｌｐを検出したときが心臓位置であり、上述の適正位置となる。
このように、特許文献１に記載された血圧計は、傾きセンサや心音センサを用いて、適正位置を検出し、その後に被測定者はスタートスイッチを動作させ血圧測定の処理を開始する。
【特許文献１】特許第３２９７９７１号公報（第２−３頁、図２、図７、図８）
【発明の概要】
【０００３】
図１０（ａ）に示す傾斜センサを用いて手首装着式血圧計の高さを測定する方式は、心臓の位置を検出しておらず、手首装着式血圧計が心臓に近い高さであることを類推する方式であった。したがって、位置あわせの測定精度が悪く、血圧測定結果への信頼性が低い。また、肘からの角度で規定するため測定姿勢が変則的になって、適正位置に合わせ難いという不具合もあった。
また、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示す心音センサを用いて心臓位置を測定する方式は、身体の心臓部付近に心音センサを内蔵した手首装着式血圧計１１２を近接させて、直接心臓の位置を探っていく方式である。心音の検出にマイクロホンを使用しているため、被測定者は服を脱ぎ胸を露出する必要があった。着衣のまま血圧測定ができないことは大変不便であった。さらに、心音センサは、外部の大きな音響雑音の影響を受けやすく、検出感度が低下して、心臓の位置に対応するピーク値Ｌｐの検出が不安定になるという不具合もあった。
本発明の目的は、上記の問題を解決するようにした腕部装着式血圧計を提供することにある。
また、本発明は、正確な心臓位置を検出して信頼性の高い血圧測定ができることを可能とする腕部装着式血圧計を提供することにある。
腕部装着式血圧計は、カフと、被測定者にマイクロ波を照射するためのマイクロ波発信部と、照射されたマイクロ波に基づいて被測定者の心臓の鼓動によってドップラシフトした反射波を受信するマイクロ波受信部と、反射波に基づいて被測定者の心臓の位置に対して被測定者の腕部に装着されたカフが適正位置に存在するか否かを検出する適正位置検出手段を有することを特徴とする。
上記の構成によれば、衣服を透過する性質があるマイクロ波は、主に多量の血液を含む心臓で反射されるので、着衣のままでもカフと被測定者の心臓とが適正位置であることを検出でき、信頼性の高い血圧測定ができる。
さらに、腕部装着式血圧計では、適正位置検出手段は、カフを装着した腕部が、胸部前面において前記適正位置へ移動する第２の移動状態を検出する第２の移動検出手段を有することが好ましい。
上記の様に第２の移動検出手段を用いれば、カフの胸部前面での適正位置を検出でき信頼性の高い血圧測定ができる。
さらに、腕部装着式血圧計では、適正位置検出手段は、カフを装着した腕部が、胸部前面へ移動する第１の移動状態を検出する第１の移動検出手段を有し、第１の移動検出手段により第１の移動状態が終了したと判定した後に、第２の検出手段により第２の移動状態を検出することが好ましい。
上記の様に２つの移動検出手段を用いれば、被測定者のカフを装着した腕部の動きを正しく捉えて、カフと被測定者の心臓とが適正位置を検出でき信頼性の高い血圧測定ができる。
さらに、腕部装着式血圧計では、第１の移動検出手段は、マイクロ波発信部が照射したマイクロ波に対応する送信マイクロ波信号と、マイクロ波受信部が受信した反射波に対応する受信マイクロ波信号との位相差信号を生成し、前記位相差信号のうち所定の振幅範囲を超える信号を検出することで第１の移動状態を検出し、第２の移動検出手段は、位相差信号のうち所定の振幅範囲を超えない信号を所定の時間蓄積してフーリエ変換処理を行ない、周波数成分の基本波を抽出し、基本波のうち所定の周波数範囲の信号を脈波として抽出することで前記第２の移動状態を検出することが好ましい。
上記の構成によれば、大きな移動を伴うであろう第１の移動状態を位相差信号の振幅で検出し、胸部前面位置から適正位置までの比較的小さな移動である第２の移動状態を脈波で検出できる。このように２つの異なる移動状態に合わせた検出ができるので、被測定者の心臓と血圧計測定部とが適正位置に合わせ込まれるので、信頼性の高い血圧測定ができる。
さらに、腕部装着式血圧計では、第１の移動検出手段は、位相差信号をアナログ・デジタル変換して出力するＡＤ変換手段及び信号飽和状態検出手段を有し、ＡＤ変換手段は第１の時間情報に基づいて位相差信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、信号飽和状態検出手段はデジタル信号に基づいて所定の振幅範囲である第１の飽和閾値と第２の飽和閾値との間を超える飽和振幅の回数をカウントし、飽和振幅の回数が所定の回数よりも多いときは第１の移動状態であると判定し、第１の移動状態であると判定した後に飽和振幅の回数がゼロになったときは第１の移動状態が終了したと判定し、第２の移動検出手段はフーリエ変換処理を行うＦＦＴ手段及び脈波検出手段を有し、ＦＦＴ手段は第２の時間情報に基づいて所定の時間の間デジタル信号を蓄積してフーリエ変換処理を行なうことによって周波数成分の前記基本波を抽出し、脈波検出手段は基本波に基づいて所定の周波数範囲である第１の周波数閾値と第２の周波数閾値との間を超えない範囲の周波数成分を前記脈波として抽出し脈波が検出されたことでカフを装着した腕部が適正位置へ移動したと判定することが好ましい。
上記の構成によれば、第１の移動検出手段は、飽和振幅の回数で移動状態を検出し、第２の移動状態検出手段は、フーリエ変換した基本波の周波数（ピーク値）が周波数閾値範囲に入っているか否かで脈波検出できる。これにより、被測定者の脈拍波成分の検出がより正確になると共に、検出された脈拍波成分によって血圧測定開始信号を出力することもできるので、血圧値測定を開始する操作を省くこともできる。
さらに、腕部装着式血圧計では、第２の移動検出手段は、カフを装着した腕部が適正位置にあるか否かを判定する血圧測定判定手段及び血圧測定手段を更に有し、血圧測定判定手段が、カフを装着した腕部が適正位置へ移動したと判定すると、血圧測定手段は血圧測定を開始することが好ましい。
上記の構成によれば、血圧計本体が適正位置に到達した後に自動的に血圧測定を開始して被測定者の操作の手間を省くことができる。
さらに、腕部装着式血圧計では、血圧測定手段は、血圧測定の開始後、カフを装着した腕部が適正位置から外れた場合に、血圧測定を中止することが好ましい。
上記の構成によれば、血圧測定を開始した後にカフを装着した腕部が適正位置からずれたときに、カフを装着した腕部が適正位置からずれたまま血圧測定をしてしまうことはなく、より信頼性の高い血圧測定ができる。
さらに、腕部装着式血圧計では、計時手段と、メモリ手段と、表示や音や光や振動又はその組み合わせで情報を報知する報知手段とを更に有し、計時手段から得られる時刻の情報、脈波の情報、及び血圧測定の結果を前記メモリ手段に記憶し、メモリ手段に記憶された内容を前記報知手段により報知することが好ましい。
上記の構成によれば、血圧測定の結果と共に測定時における他の情報も併せて記憶し報知することで、被測定者の血圧値と共に被測定者の状態も知り得ることができる。
さらに、腕部装着式血圧計では、血圧測定判定手段が、カフを装着した腕部が適正位置へ移動したと判定すると、報知手段は、カフを装着した腕部が適正位置にあることを報知することが好ましい。
上記の構成によれば、血圧測定を開始した後にカフを装着した腕部が適正位置からずれたときに、カフを装着した腕部が適正位置からずれたまま血圧測定をしてしまうことはなく、より信頼性の高い血圧測定ができる。
さらに、腕部装着式血圧計では、第２の移動検出手段は、第２の移動状態を検出しているときに位相差信号から呼吸の情報を抽出し、メモリ手段に前記計時手段から得られる時刻の情報、脈波の情報、血圧測定の結果、及び呼吸の情報を記憶することが好ましい。
上記の構成によれば、呼吸の情報も併せて記憶し報知することで、被測定者の血圧値と共に被測定者の状態もより詳しく知り得ることができる。
腕部装着式血圧計によれば、血圧計本体と被測定者の心臓とが適正位置であることが精度よく検出されるので、腕部を被測定部位としても精度よく血圧測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、腕部装着式血圧計の原理を説明する模式的なブロック図ある。
図２（ａ）〜図２（ｆ）は、腕の移動状態を説明するための図である。
図３は、腕部装着式血圧計１の構成を示す機能ブロック図である。
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、図３に示す腕部装着式血圧計１の動作を説明する波形図である。
図５は、図３に示す腕部装着式血圧計１の動作を示すフローチャートである。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図３に示す腕部装着式血圧計１の表示例を説明する図である。
図７は、他の腕部装着式血圧計１０の構成を示す機能ブロック図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、図７に示す腕部装着式血圧計の動作を説明する波形図である。
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、図７に示す腕部装着式血圧計の表示例を説明する図である。
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、特許文献１に示した手首装着式血圧計を説明する外観図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
腕部装着式血圧計は、マイクロ波ドップラセンサを用いて、被測定者の身体にマイクロ波を照射し、その反射波を受信することで血圧測定におけるカフを装着した腕部（被測定部）の適正位置を検出する。これにより、着衣のままでも血圧測定における適正位置が分かり、正確な血圧測定ができる。適正位置とは、血圧計と心臓とが同一の高さとなる位置、つまり身体の血圧測定部位と心臓とが同一の高さとなる位置を言う。
加えて、マイクロ波の反射波から、被測定者の脈拍や呼吸をも測定することができる。これにより、血圧測定だけでなく、被測定者の、血圧測定前の肉体的安静状態又は精神的な安定状態を脈拍数や呼吸数で類推することもできる。
腕部装着式血圧計は、血圧測定開始時に腕部装着式血圧計のカフを装着した腕部（例えば、手首）が身体に対してどの位置（腕を下げているのか、持ち上げているのかなど）であるか分からない。その状態から、カフを装着した腕部を適正位置に移動させるとき、マイクロ波ドップラセンサから得られる信号を処理する。第１の移動検出手段は、得られた信号が所定の値を超える飽和振幅の回数で大きな腕部の移動状態を検出する。第２の移動状態検出手段は、得られた信号をフーリエ変換した周波数成分の分布から基本波（ピーク値）が所定の周波数閾値範囲に入っているか否か（脈拍や呼吸が正常に検出されたか否か）でカフを装着した腕部が適正位置にあるか否かを検出する。そして、測定された血圧値と共に、脈拍数や呼吸数なども記録することで、後からでも血圧測定が適正に行なわれたことと、そのときの被測定者の状態を知り得ることができるのである。
第２の移動状態検出手段は、被測定者の脈拍数や呼吸数を検出する。後述する図３に示す腕部装着式血圧計では、脈拍数のみを検出し、図７に示す他の腕部装着式血圧計では、脈拍数に加えて呼吸数も検出している。脈拍数や呼吸数は、固有の周波数成分を有している。一般に脈拍に関わる周波数よりも呼吸に関わる周波数の方が低い。このような傾向から、マイクロ波ドップラセンサから得られる信号をフーリエ変換した周波数成分の分布からピーク値を選択する周波数閾値範囲を、脈拍数や呼吸数を検出するようにそれぞれ設定することで、脈拍数と呼吸数とを計測できる。
このように、これら脈拍数や呼吸数を、血圧測定を行なったときの時刻情報と合わせて記録すれば、血圧測定に臨むとき（血圧測定直前）の被測定者の状態を詳しく記録することができる。
腕部装着式血圧計は、カフを装着した腕部が適正位置にあり正しく血圧測定ができることが大きな特徴である。適正位置を探すときに用いた脈拍の情報を記録することができるから、血圧測定後も、その血圧測定が正しく成されたことが証明できる点も特徴である。
そして、脈拍や呼吸を検出できるから、血圧測定前の被測定者の肉体的安静状態又は精神的な安定状態を脈拍数や呼吸数で類推することもできる。このように、血圧値に加えて被測定者の状態も記録できるので、例えば、２４時間自由行動下での複数回の血圧測定による血圧値の変化を調べるときであっても、被測定者の肉体的安静状態や精神的な安定状態の変化も知り得ることができるので便利である。
以下図面を参照して、腕部装着式血圧計について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
なお、腕部装着式血圧計は、血圧を測定する部位に装着するカフとマイクロ波ドップラセンサとが一体に構成されていれば、血圧測定制御部や報知手段などを搭載した血圧計本体とカフとは、一体であっても別体であってもよい。以下の説明にあっては、カフおよびマイクロ波ドップラセンサと血圧計本体とが一体となる構成を例にして説明する。
図１から図６を用いて腕部装着式血圧計１について詳述する。なお、説明においては、腕部装着式血圧計を主に左手首に装着した場合を例に説明を行う。
図１は、腕部装着式血圧計の原理を説明するため模式的に示すブロック図である。図１を用いて、どのような仕組みでマイクロ波ドップラセンサによって、腕部装着式血圧計１が被測定者の心臓に対して適正位置にあることを検出できるかについて詳述する。
図１において、マイクロ波ドップラセンサ２１は、例えば、約２．５ＧＨｚのマイクロ波を発射するマイクロ波発信器２１１と、照射したマイクロ波を受信するマイクロ波受信器２１２と、マイクロ波ドップラ復調器２１３とで構成されている。
マイクロ波ドップラセンサは、一般的なマイクロ波ドップラセンサを用いることができる。マイクロ波ドップラセンサには、その出力信号がアナログ信号のものとデジタル信号のものとがありどちらを用いてもよい。図１の例では、マイクロ波ドップラ復調器２１３からの信号はアナログ信号であり、マイクロ波ドップラセンサ２１にはアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を搭載していない。
マイクロ波発信器２１１から発射されたマイクロ波Ｍｅは、一部が被測定者８の中に入り、心臓８１で反射して反射波Ｍｔとなって、再び被測定者８を経由してマイクロ波受信器２１２で受信される。マイクロ波発信器２１１は、発信したマイクロ波Ｍｅに相当する電気信号である送信マイクロ波信号Ｅｍｅを出力する。マイクロ波受信器２１２は、受信した反射波Ｍｔに相当する電気信号である受信マイクロ波信号Ｅｍｔを出力する。
マイクロ波ドップラ復調器２１３は、送信マイクロ波信号Ｅｍｅと受信マイクロ波信号Ｅｍｔとから、２つの信号の位相差信号である電気信号を、電気信号Ｅｏとして出力する。
マイクロ波受信器２１２が受信した反射波Ｍｔには、心臓の動きに対応したドップラシフトによってマイクロ波発信器２１１から発射されたマイクロ波Ｍｅに対して位相差が生じる。ドップラシフトによるマイクロ波の位相差を送信マイクロ波信号Ｅｍｅと受信マイクロ波信号Ｅｍｔとからマイクロ波ドップラ復調器２１３により電気信号Ｅｏに変換することで心臓の動きを検出することが可能となるのである。
図２は、腕の移動状態を説明するための図である。
図２（ａ）から図２（ｅ）は、腕部装着式血圧計１を被測定者８の左腕８ａの手首に装着し、血圧測定を開始するまでの腕の移動状態を模式的に表した図である。図２（ｆ）は、被測定者を頭頂部より見下ろした状態を示す図であり、被測定者の胸部前面を説明する図である。
図２（ａ）は、腕部装着式血圧計１を装着し、図示しないスイッチ操作によって血圧測定を開始したときの状態である。例えば、被測定者は腕部装着式血圧計１を左手首に装着し、右手で操作部（図示しない）のスイッチを操作する。図２（ｂ）と図２（ｃ）は、腕（腕部装着式血圧計）の第１の移動状態を示す図である。被測定者は、図２（ｂ）に示す矢印のように徐々に左腕を移動させ、図２（ｃ）に示す矢印のように、腕部装着式血圧計１が被測定者８の胸部前面８ｂに移動するようにする。
ここで、胸部前面８ｂは、図２（ｆ）に示すように、身体の前面という意味を含む概念である。心臓は、左胸か左胸よりやや右寄りにある場合が多いから、心臓の鼓動を検出するときは、左胸前が適している。しかし、マイクロ波ドップラセンサ２１を用いているために、正確に左胸前でなくとも心臓の鼓動を検出することができる。例えば、左胸斜め横側（左わき腹の上、脇の下のやや下位置）、胸中央、被測定者によっては右胸前であっても検出することができる。したがって、「胸部前面」を、を図２（ｆ）に示す胸部前面８ｂのエリアとして定義する。
図２（ｄ）は、移動状態が第２の移動状態を示す図である。被測定者は、図２（ｃ）腕部装着式血圧計１が胸部前面８ｂの位置から、図２（ｄ）に示す矢印のように心臓８１と同じ高さになる適正位置までさらに腕を移動させる。図２（ｅ）は、腕部装着式血圧計１と心臓８１との高さが同一となり、適正位置になった状態を示している。
腕部装着式血圧計１が第１の移動状態にあるときは、腕部装着式血圧計１自体が大きく動いている状態である。また、第２の移動状態にあるときは、腕部装着式血圧計１は小さく動いている状態である。詳しくは後述するが、第１の移動状態であるときは、図１に示すマイクロ波ドップラセンサ２１から出力される電気信号Ｅｏの振幅を用いて第１の移動状態を検出し、第２の移動状態にあるときは、電気信号Ｅｏに含まれる信号の周波数成分を用いて脈波を検出し、脈波により適正位置を見つけるのである。このように、腕部装着式血圧計１では、マイクロ波ドップラセンサから出力される電気信号の振幅と周波数とを、それぞれの移動状態の検出に用いている。
以下の説明において、マイクロ波ドップラセンサ２１を用い、電気信号Ｅｏから生体の動きを検出する手法を「マイクロ波センシング」と略記する。
図３は、腕部装着式血圧計１の構成を説明する機能ブロック図である。
図３において、腕部装着式血圧計１は、血圧測定部位が心臓の高さに対して適正か否かを検出する適正位置検出手段２と、血圧を測定する血圧測定手段３と、測定結果を視覚的に表示する表示部４１及びアラーム音や音声といった音響手段で報知する報知部４２を備える報知手段４と、日時などの時刻情報を生成する計時部６とを有している。なお、すでに説明した構成には同一の番号を付与している。
最初に、適正位置検出手段２の構成について説明する。
図３に示すように、適正位置検出手段２は、第１の移動検出手段２５と第２の移動検出手段２４とで構成されている。第１の移動検出手段２５は、ＡＤ変換器２２、及び信号飽和検出部２３等から構成されている。ＡＤ変換器２２は、計時部６からの第１の時間情報Ｔ１に基づきマイクロ波ドップラセンサ２１の出力である電気信号Ｅｏをデジタル信号Ｄｏに変換する変換器である。信号飽和検出部２３は、デジタル信号Ｄｏが飽和状態になったことを検出し第１の移動状態が終了したことを告げる第１の移動状態終了信号Ｄｓを出力する。第２の移動検出手段２４は、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）処理部２４２、脈波検出部２４３、血圧測定判定部２４５、及び測定条件メモリ２４４等から構成されている。
ＦＦＴ処理部２４２は、計時部６からの第２の時間情報Ｔ２に基づきデジタル信号Ｄｏを所定時間蓄積してＦＦＴ処理により周波数スペクトラム情報である基本波Ｂｆを出力する。脈拍波検出部２４３は、基本波Ｂｆを入力して脈波データＰｏを出力する。血圧測定判部２４５は、脈波データＰｏを入力して適正位置検出信号Ｍｓを出力する。
測定条件メモリ２４４は、脈波データＰｏと適正位置検出信号Ｍｓとを必要に応じて記憶し、適正位置記憶信号Ｍｓｓを出力する。
計時部６は、図示はしないが、例えば、水晶振動子などを用いて所定の周波数のクロック信号を出力する源振クロック部、クロック信号を分周して所定の分周信号を生成する分周回路部、分周信号から時刻情報を生成する時刻生成部等から構成されている。これらの構成は公知の時計回路などで広く知られているものであるから、詳細な説明は省略する。
計時部６からは、第１の時間情報Ｔ１、第２の時間情報Ｔ２、第３の時間情報Ｔ３を出力する。第１の時間情報Ｔ１は、ＡＤ変換器２２のサンプリング時間を決めるための時刻情報を有しており、例えば、パルス周期を１０ｍｓｅｃとした信号である。第２の時間情報Ｔ２は、ＦＦＴ処理部にデジタル信号Ｄｏを蓄積する所定時間を得るための時刻情報を有しており、例えば、周期を１０〜３０ｓｅｃとしたパルス信号である。第３の時間情報Ｔ３は、血圧測定を行なったときの日付や時間情報を有する時刻情報である。
次に、血圧測定手段３の構成について説明する。
血圧測定手段３は、カフ３１、圧力センサ３２、加圧ポンプ３３、加圧制御部３４、排気バルブ３５、排気制御部３６、及び血圧測定制御部３７等から構成されている。
カフ３１は、手首の橈骨動脈を加圧して血流を阻止するための帯状の部材である。圧力センサ３２は、カフ３１の圧力を電気信号に変換して圧力信号Ｓｏとして出力する。加圧ポンプ３３は、カフ３１を加圧するためのポンプである。加圧制御部３４は、血圧測定制御部３７からの加圧制御信号Ｋｃに基づき加圧駆動信号Ｋｄを出力し加圧ポンプ３３を駆動する。
排気バルブ３５は、カフ３１の圧力を所定の割合で排気するためのバルブである。排気制御部３６は、血圧測定制御部３７からの排気制御信号Ｈｃに基づき排気駆動信号Ｈｄを出力し排気バルブ３５を制御する。
血圧測定制御部３７は、腕部装着式血圧計１の動作を全般的に制御管理する。具体的には、血圧測定制御部３７は、圧力信号Ｓｏと、適正位置検出信号Ｍｓと、必要に応じ適正位置記憶信号Ｍｓｓとから、血圧情報Ｋｊおよび適正報知信号Ｔｐを出力する。血圧情報Ｋｊは、最高血圧値、最低血圧値、脈拍数、血圧測定時の時刻情報および適正位置検出信号Ｍｓなどを含む情報である。適正報知信号Ｔｐは、適正位置検出信号Ｍｓからなる適正位置情報である。血圧測定制御部３７の血圧情報メモリ３７１は、その血圧情報Ｋｊを記憶するためのメモリ手段である。なお、この血圧測定制御部３７の構成は特に限定されないが、少なくとも、ＣＰＵ及びメモリを含む。血圧測定制御部３７をワンチップマイクロコンピュータなどで構成すると、小型で低消費電力化ができるので便利である。
次に、図３および図６を用いて報知手段４の構成について説明する。
報知手段４は、表示部４１、及び報知部４２等から構成されている。表示部４１は、血圧測定制御部３７が出力する最高血圧値、最低血圧値、脈拍数および血圧測定時の時刻情報などの血圧情報Ｋｊを表示する。報知部４２は、音声や音や光や振動で被測定者に腕部装着式血圧計１の血圧測定部位が測定の適正位置にあるか否か報知する。
図６は、報知手段４の報知例を説明する図である。報知手段４は、腕部装着式血圧計１の血圧測定部位が心臓の高さと同一となる適正位置にあるか否かを報知したり、測定した血圧値を表示したりするものである。
図６に示すように、表示部４１は、最高血圧値表示部４１１、最低血圧値表示部４１２、脈拍数表示部４１３、脈拍条件表示部４１５ａを備えた測定条件表示部４１５、及び血圧測定した日時などの時刻情報を表示する時刻表示部４１６を有しており、血圧測定手段３の血圧測定制御部３７が出力する最高血圧や最低血圧や脈拍数や適正位置検出信号Ｍｓからなる血圧情報Ｋｊを表示する。
脈拍条件表示部４１５ａは、適正位置検出信号Ｍｓのレベルに応じたマークや光で報知する。例えば、適正位置検出信号Ｍｓのレベルを３段階とすると、適正位置であるときをレベル３として「○」を表示し、やや適正位置からずれているときをレベル２として「△」を表示し、適正位置から大幅にずれているときをレベル１として「×」を表示するような、複数のマークによる表示を行なうようにする。
３段階のレベルは、例えば次のように決めることができる。適正位置であるレベル３は、腕部装着式血圧計１の血圧測定部位が、心臓右心房から±１ｃｍ未満の範囲に入っている場合とする。やや適正位置からずれているレベル２は、腕部装着式血圧計１の血圧測定部位が、心臓右心房から±１ｃｍ以上から±５ｃｍ未満の範囲に入っている場合とする。適正位置から大幅にずれているレベル１は、腕部装着式血圧計１の血圧測定部位が、心臓右心房から±５ｃｍ以上の範囲にある場合とする。それぞれのレベルは、デジタル信号Ｄｏや脈波データＰｏの振幅にそれぞれのレベルに応じた複数の閾値を設け、閾値を超えているか否かで判定する。また、ＬＥＤ光の色でレベルを表示するようにしてもよい。例えば、レベル３を「青」、レベル２を「黄」、レベル１を「赤」などとしてもよい。もちろん、マークや光を組み合わせて表示してもかまわない。
図６では、マークを用いて適正位置を報知する場合を示している。図６（ａ）は、適正位置検出信号Ｍｓがレベル３の場合であり「○」マークを表示している。図６（ｂ）は、適正位置検出信号Ｍｓがレベル１の場合であり「×」マークを表示している。
図６に示す例では、表示部４１は、最高血圧値表示部４１１、最低血圧値表示部４１２、脈拍数表示部４１３、測定条件表示部４１５、時刻表示部４１６の各要素が独立した表示体としている。しかしながら、表示部４１は、１つの液晶表示装置を用いて、エリアを分けて各要素を表示するようにしてもよい。
報知部４２は、ダイナミックスピーカやピエゾ音響素子などで構成し、アラーム音や音声で報知する。音声は、例えば「血圧計の位置が適正位置です」又は「血圧計の位置が適切位置ではありません」などとすることができる。このように、光やマーク、又は音声で適正位置に導くように案内することができるので、被測定者は腕部装着式血圧計を正しく適正位置にもって行くことができる。
知られているように、血圧測定時は、リラックスした姿勢で望むのがよいとされている。したがって、腕部装着式血圧計１を胸部前面に位置しているときに、このように音声やアラーム音でその状況を報知できれば、首を下に向けるなどする必要も無く、リラックスした姿勢を維持できて便利である。
腕部装着式血圧計１では、脈拍数を測定できるので、血圧測定時の被測定者の状態を、測定した血圧値と共に記録できる。そして報知手段によりいつでもその情報を知ることができる。そうすれば、血圧値と被測定者の状態を管理することができるようになるので、被測定者の健康状態や仮面高血圧などを知るきっかけにもなる。
次に、図３および図４を用いて腕部装着式血圧計１の動作を説明する。
まず、適正位置検出手段２の動作説明を行なう。
図３において、被測定者８が腕部装着式血圧計１を手首（図示せず）に装着し操作部の測定開始スイッチを押すと、マイクロ波ドップラセンサ２１は、約２．５ＧＨｚのマイクロ波Ｍｅを発信する。発信されたマイクロ波Ｍｅは、被測定者８で反射され、反射波Ｍｔとしてマイクロ波受信器２１２で受信する。
マイクロ波ドップラセンサ２１は、マイクロ波Ｍｅに基づく送信マイクロ波信号Ｅｍｅと、反射波Ｍｔに基づく受信マイクロ波信号Ｅｍｔとによる電気信号Ｅｏを第１の移動検出手段２５のＡＤ変換器２２に出力する。マイクロ波ドップラセンサ２１の詳細の動作は図１を用いて説明した通りである。
ＡＤ変換器２２は、電気信号ＥｏをＡＤ変換して時系列のデジタル信号Ｄｏとして信号飽和検出部２３及び第２の移動検出手段２４に出力する。
信号飽和検出部２３は、入力されたデジタル信号Ｄｏのデータ変化量が、後述する所定の振幅範囲を、予め定められた回数超えると、第１の移動状態終了信号Ｄｓを第２の移動検出手段２４に出力する。このとき、血圧測定制御部３７に、信号飽和検出部２３の出力する第１の移動状態終了信号Ｄｓを入力するようにしても良い。血圧測定制御部３７は、入力された第１の移動状態終了信号Ｄｓに基づいて、報知手段４を制御し、音や光あるいは音声で第１の移動状態が終了したことを報知することとなる。
第２の移動検出手段２４は、デジタル信号Ｄｏが入力されると、適正位置検出信号Ｍｓを血圧測定手段３に出力する。第２の移動検出手段２４のＦＦＴ処理部２４２は、第２の時間情報Ｔ２に基づきデジタル信号Ｄｏを所定時間蓄積しＦＦＴ処理を行なう。このＦＦＴ処理は、入力信号の高速フーリエ変換処理を行なうものである。すなわち、蓄積したデジタル信号Ｄｏをフーリエ変換し、個々の信号成分に分解した後、各成分を周波数スペクトラム上に表す処理を行い、基本波Ｂｆとして脈拍波検出部２４３に出力する。
脈拍波検出部２４３は、基本波Ｂｆを入力して、基本波Ｂｆの中の脈拍に係わる周波数帯域の成分を抽出し、脈波データＰｏとして測定条件メモリ２４４及び血圧測定判定部２４５に出力する。
第１の移動検出手段２５の信号飽和検出部２３及び第２の移動検出手段２４の動作を図２及び図４を用いてさらに詳述する。
図４は、適正位置検出手段２の第１の移動検出手段２５及び第２の移動検出手段２４の動作を説明するために模式的に示す波形図である。図４（ａ）は、横軸に時間Ｔを、縦軸にデジタル信号Ｄｏの振幅を示しており、デジタル信号Ｄｏ、つまりマイクロ波ドップラセンサ２１から出力される信号の時間的変化を表したものである。
図４（ａ）の区間Ａは、手首に腕部装着式血圧計１を装着し、操作部の測定開始スイッチを押した後、腕部装着式血圧計１が被測定者８の胸に近づくときの時間領域を表している。これは、図２（ａ）から図２（ｃ）に示した第１の移動状態を示している。
図４（ａ）に示すＤｘは第１の飽和閾値、Ｄｍは第２の飽和閾値を示している。この第１の飽和閾値Ｄｘと第２の飽和閾値Ｄｍとの間が、所定の振幅範囲Ｄｒとなっている。また、Ｄｓは第１の移動状態終了信号である。第１の飽和閾値Ｄｘ及び第２の飽和閾値Ｄｍは、予め決められた値を使うことができる。２つの閾値で所定の振幅範囲Ｄｒを設定する。図４（ａ）に示す例では、第２の飽和閾値Ｄｍはゼロとしており、いわゆるゼロ飽和閾値となっており、所定の振幅値を閾値とした第１の飽和閾値Ｄｘ（いわゆるプラス飽和閾値）との間が所定の振幅範囲Ｄｒとなっている。
区間Ａ（第１の移動状態）のとき、被測定者８の生体表面でのマイクロ波の反射に、腕の移動が加わるのでドップラシフトが増大し、デジタル信号Ｄｏが急激に大きくなる。第１の移動検出手段２５の信号飽和検出部２３は、デジタル信号Ｄｏが所定の振幅範囲Ｄｒを超えた回数を計測する。そして、信号飽和検出部２３は、所定の振幅範囲Ｄｒを超えた回数が所定回数を超えたときに第１の移動状態の最中であることを検出する。所定回数は、予め実験などにより選択され設定される。例えば、所定回数を１０回とすると、デジタル信号Ｄｏが所定の振幅範囲Ｄｒを１０回超えると第１の移動状態の最中であることが検出される。
図４（ａ）の区間Ａ´は、図４（ａ）の区間Ａの終わりの部分であって、第１の移動状態が終了したときの時間領域である。図２（ａ）から図２（ｃ）及び図２（ｆ）を用いて説明したように、腕を大きく動かして被測定者８の胸部前面８ｂに腕を移動させる第１の移動状態は、腕部装着式血圧計１が図２（ｃ）に示す胸部前面８ｂの心臓に近い位置に来たときに終了する。すなわち、区間Ａ´でデジタル信号Ｄｏが所定の振幅範囲Ｄｒの範囲内に収まるようになると、腕を大きく動かしていない、つまり第１の移動状態は終了したと判断する。このときのデジタル信号Ｄｏを、第１の移動状態終了信号Ｄｓとしている。
第２の移動検出手段２４は、第１の移動検出手段２５から出力されたデジタル信号Ｄｏを入力して信号処理をするが、第１の移動状態終了信号Ｄｓが入力されて初めてその処理を開始する。第１の移動状態が終了していないうちに信号処理を開始しないためである。
図４（ａ）の区間Ｂは、手首を心臓近くに留置した状態の時間領域を示している。これは、図２（ｄ）から図２（ｅ）に示した第２の移動状態を示している。区間Ｂでは、腕の大きな移動動作が無くなったものの、適正位置を探すために小さく腕を動かしているため、所定の振幅範囲Ｄｒを超えないデジタル信号Ｄｏが検出される。この区間Ｂの波形には、心臓の拍動による波形も含まれている。
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す区間Ｂにおけるデジタル信号Ｄｏの一部を拡大して示したものである。この時間領域を区間Ｄとする。このデジタル信号Ｄｏには、検出された被測定者８の心臓の拍動成分（例えば、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）が含まれている。
図４（ｃ）は、ＦＦＴ処理部２４２によりデジタル信号Ｄｏを高速フーリエ変換処理した波形を模式的に示す図である。Ｘ軸が周波数、Ｙ軸を各周波数成分の信号の強さとした周波数スペクトラム分布図である。ＦＦＴ処理部２４２は、図４（ａ）の区間Ｂにおいて、第２の時間情報Ｔ２に基づきデジタル信号Ｄｏを所定時間蓄積して高速フーリエ変換を行い、図４（ｃ）に示すような周波数成分の基本波Ｂｆを得る。
第２の移動検出手段２４の脈波検出部２４３は、基本波Ｂｆの所定の周波数範囲から脈派データＰｏを算出する。図４（ｃ）に示すＬｆは第１の周波数閾値、Ｈｆは第２の周波数閾値である。第１の周波数閾値Ｌｆと第２の周波数閾値Ｈｆとの間が、所定の周波数範囲Ｄｆ１となっている。この周波数範囲は、脈波を捉える範囲でなければならない。発明者が実験した結果によれば、例えば、第１の周波数閾値Ｌｆを０．５Ｈｚ、第２の周波数閾値Ｈｆを３．０Ｈｚとすることで脈波を捉えることができる。なお、上記の第１の周波数閾値Ｌｆ及び第２の周波数閾値Ｈｆの値は一例であって、これらに限定されるものではない。
脈波検出部２４３は、基本波Ｂｆのうち、所定の周波数範囲Ｄｆ１に含まれる周波数スペクトラム分布を脈波データＰｏとして出力する。脈派データＰｏが正常に検出されていれば、第２の移動状態は終了する。このとき、図２（ｅ）に示すように腕部装着式血圧計１は心臓８１と同一の高さとなる適正位置になっている。
血圧測定判定部２４５は、入力した脈波データＰｏを分析する。脈波データＰｏは、周波数成分のスペクトラム分布であるから、その周波数成分やパワー強度、あるいは平均、分散、標準偏差などの統計処理を行なうことができる。そして処理結果が、血圧測定に適正であれば、適正位置検出信号Ｍｓを血圧測定手段３に出力する。
図４（ｃ）に示すように、所定の周波数範囲Ｄｆ１内の周波数スペクトラム分布が、脈波データＰｏである。したがって、第１の周波数閾値Ｌｆと第２の周波数閾値Ｈｆとが適する閾値であれば、脈波として適する波形が必ず含まれている。統計処理により、例えば、脈波データＰｏに含まれる各波形のピークを算出し、そのピークの出現傾向などで脈波を判定してもよい。例えば、２回続けて波形の強さが上がるものを脈波であるとすることができる。
そして、統計処理した結果で、適正位置かどうかを判定して適正位置検出信号Ｍｓを出力する。適正位置検出信号Ｍｓは、位置の適正度を表す１、２及び３の３段階の数値を用いることができる。例えば、ピークの強さで適正度を３段階に分けることができる。ピークが最も強いところが適正位置であり、それよりも弱いところが適正位置からややずれている、などと適正度を決めることができる。なお、分類は３段階に限定される分けではなく、他の数値を用いることもできる。もちろん、図４（ｃ）の縦軸の各周波数成分の信号の強さに対して１つ又は複数の閾値を設け、その閾値を超えたもので適正度を分けることができる。この場合、その閾値は、事前に設定しておいてもよいし、脈波データＰｏを統計処理してその出現傾向から閾値を算出して用いるようにしてもよい。
すでに説明したように、第２の移動検出手段２４の動作は、第１の移動検出手段２５の信号飽和検出部２３の出力である第１の移動状態終了信号Ｄｓによって制御される。したがって、第１の移動状態終了信号Ｄｓが入力されていないと、第２の移動検出手段２４は動作を行わない。こうすることによって、第１の移動状態検出の後に第２の移動状態検出がなされることが担保されている。
測定条件メモリ２４４は、脈波データＰｏと適正位置検出信号Ｍｓを関連付けて記憶しておき、過去のデータ推移などが必要な場合に適正位置記憶信号Ｍｓｓとして血圧測定手段３に出力する。
次に、図３を用いて血圧測定手段３の動作を説明する。
図３において、適正位置検出手段２の血圧測定判定部２４５は、被測定者８の手首に装着された腕部装着式血圧計１の心臓高さに対する位置の適性度を、適正位置検出信号Ｍｓとして血圧測定手段３の血圧測定制御部３７に出力する。
血圧測定制御部３７は、報知手段４の表示部４１に適正位置検出信号Ｍｓを出力する。表示部４１の測定条件表示部４１５の脈拍条件表示部４１５ａには、適正位置検出信号Ｍｓの例えば３段階のレベルに応じて「○」，「△」，「×」などのマークを表示する。
血圧測定制御部３７は、また、報知手段４の報知部４２に適正位置検出信号Ｍｓを出力する。報知部４２は、適正位置検出信号Ｍｓによって「血圧計の位置が適正位置です」又は「血圧計の位置が適切位置ではありません」などの音声による報知を行う。
報知部４２は、ブザー音で適正位置検出信号Ｍｓの３段階のレベルに応じて異なる音色で報知することや、振動モータを用いて異なる振動で適正位置検出信号Ｍｓの３段階のレベルを報知するなどしてもよい。
そして、血圧測定制御部３７は、適正位置検出信号Ｍｓに基づき以下に述べるように、血圧測定の動作を制御する。
腕部装着式血圧計１が適正位置であるときをレベル３とする。血圧測定制御部３７は、レベル３の適正位置検出信号Ｍｓが入力されると、加圧制御部３４に加圧制御信号Ｋｃを出力する。加圧制御部３４は、加圧制御信号Ｋｃに基づいて加圧ポンプ３３を制御する加圧駆動信号Ｋｄを加圧ポンプ３３に出力する。加圧ポンプ３３は加圧制御部３４が出力する加圧駆動信号Ｋｄを受けてカフ３１を加圧する。
圧力センサ３２によってカフ３１の圧力は刻々と血圧測定制御部３７に出力される。カフ３１が所定の圧力まで加圧されると、血圧測定制御部３７は加圧制御部３４を制御して加圧ポンプ３３の動作を停止する。
血圧測定制御部３７は、排気制御信号Ｈｃを排気制御部３６に出力する。排気制御部３６は、排気制御信号Ｈｃに基づき排気バルブ３５を制御する排気駆動信号Ｈｄを排気バルブ３５に出力する。
排気バルブ３５は、排気駆動信号Ｈｄに基づき、カフ３１の圧力が時間に対して一定の割合で減少する様にカフ３１を排気する。カフ３１の圧力が次第に下がると、被測定者８の手首の血圧に応じていわゆるオシロメトリック理論に基づく圧力振動波形（図示せず）がカフ３１内に生じる。圧力センサ３２は、圧力振動波形を検出する。
血圧測定制御部３７は、圧力センサ３２の圧力信号Ｓｏの圧力振動波形から、最高血圧値や最低血圧値、脈拍数などの血圧情報Ｋｊを検出する。また、血圧測定制御部３７は、検出した血圧情報Ｋｊを血圧情報メモリ３７１に記憶すると共に、報知手段４の表示部４１に出力する。
次に、血圧測定中の適正位置の監視について説明する。
血圧測定中に腕部装着式血圧計１の高さが、心臓の高さから変わってしまうことがある。適性位置で血圧測定を開始しても、血圧測定の途中で腕が下がるなどして適正位置から外れてしまうと、測定した血圧値は信用度のおけるものではなくなる。このように腕が適正位置から外れるなどの状態を被測定者が意図せずに起こしてしまったとき、被測定者自身では正しい血圧を測定したつもりでも、実際には正しくない血圧測定を行ってしまう。
そのような状況を回避するため、腕部装着式血圧計１は、その位置が適正位置になり血圧測定を開始したあとも、マイクロ波センシングを継続し、適正位置であるか否かを監視することができる。第２の移動状態が終了して血圧測定が開始された後も、脈波データＰｏのピークを監視し続け、適正位置検出信号Ｍｓを出力する。適正位置検出信号Ｍｓが変化したときに、報知手段４を用いて報知する。例えば、「適正位置からずれました」などと報知する。また、適正位置検出信号Ｍｓのレベルが、大きく変化したとき、血圧測定を中断する。例えば、適正位置であるときのレベル３から、適正位置から大幅にずれているときのレベル１に変化したときには、腕部装着式血圧計１が心臓位置からずれてしまったとして、腕部装着式血圧計１は、報知手段４にて「血圧測定を中止します」と報知して、血圧測定を中断する。
ところで、被測定者の都合で適正位置による血圧測定ではないが、とにかく血圧値を知りたいという場合もある。そのときは、操作部の測定開始スイッチなどを操作して、強制的に血圧測定を開始することもできる。
次に、主に図５を用いて、腕部装着式血圧計１による血圧測定の動作フローを詳述する。図５は、腕部装着式血圧計１を手首に装着し、血圧測定が終了するまでの動作を説明するフローチャートである。図５に示すフローは、予め血圧測定制御部３７の記憶部に記憶されたプログラムに従って、血圧測定制御部３７のＣＰＵが実行する。
最初に、被測定者８は腕部装着式血圧計１を手首に装着し操作部の測定開始スイッチを押す（Ｓ１）。
次に、図３に示す適正位置検出手段２によって、マイクロ波センシング動作が開始される（Ｓ２）。
次に、第１の移動状態が終了したか否かの判断がなされる（Ｓ３）。被測定者８は、腕部装着式血圧計１を装着した手首を胸部前面まで移動させる（第１の移動状態）。その間、信号飽和検出部２３によって、デジタル信号Ｄｏの振幅が所定の振幅範囲Ｄｒを超える回数が測定される。測定された回数に基づいて、第１の移動状態が終了したかの判断がなされる。即ち、腕の大きな移動が終了するとデジタル信号Ｄｏは所定の振幅範囲Ｄｒに収まり、第１の移動状態が終了する。第１の移動状態が終了すると信号飽和検出部２３が第１の移動状態終了信号Ｄｓを出力する。
このとき図３および図５には図示しないが、血圧測定制御部３には、信号飽和検出部２３の出力する第１の移動状態終了信号Ｄｓが入力される。血圧測定制御部３は、入力された第１の移動状態終了信号Ｄｓに基づいて、報知手段４の報知部４２を制御して、音や光あるいは音声で「血圧計は適正な位置にあります」など、第１の移動状態が終了したことを報知してもよい。
被測定者８が手首を胸に近づけ方が不足した場合又は近づけ方が適切でない場合には、信号飽和検出部２３の計測状態に基づいて第１の移動状態が終了していないと判断される。
Ｓ３において第１の移動状態が終了していないと判断された場合、報知手段４の報知部４２を制御することによって「血圧計の位置が適切ではありません」、又は「もう一度血圧計を胸に近づけて下さい」等の音声報知を行う（Ｓ３´）。ステップ３´は、測定開始スイッチが押されてから３秒以内に第１の移動状態が完了していない場合に、血圧測定制御部３７によって実行される。なお、３秒間としたのは、通常、測定開始スイッチを押してから胸位置への移動は１秒程度で行われるからである。ただし、秒数は３秒に限定されるものではない。
腕部装着式血圧計１を胸に近づけるように音声報知をした後、Ｓ３に戻り第１の移動状態の検出を行う。第１の移動状態の終了を検出するまでＳ３とＳ３´の処理が繰り返される。
Ｓ３において第１の移動状態が終了したと判断された場合、図３に示す第２の移動検出手段２４のＦＦＴ処理部２４２は、第２の時間情報Ｔ２に基づきデジタル信号Ｄｏを所定時間蓄積する（Ｓ４）。
次に、ＦＦＴ処理部２４２は、所定時間蓄積したデジタル信号ＤｏをＦＦＴ処理し、基本波Ｂｆを算出する（Ｓ５）。なお、ＦＦＴ処理は、処理の負担が大きいため、血圧測定制御部３７ではなく、第２の移動検出手段２４のＦＦＴ処理部２４２のＣＰＵによって処理している。
次に、血圧測定手段３は、第２の移動状態が終了したか否かの判断を行う（Ｓ６）。図３に示す第２の移動検出手段２４の脈拍波検出部２４３は、基本波Ｂｆより脈波データＰｏを出力する。実験などにより、予め脈派の周波数スペクトル分布を０．５Ｈｚから３．０Ｈｚであるとすると、その周波数範囲に入る脈派データＰｏの検出をもって、胸部前面にて腕部装着式血圧計１と心臓とが同一の高さとなったことを知ることができる。血圧測定判定部２４５は、入力された脈波データＰｏを分析し、適正位置検出信号Ｍｓを血圧測定手段３に出力する。血圧測定手段３は、入力された適正位置検出信号Ｍｓに基づいて、第２の移動状態が終了したか否かの判断を行う。具体的には、適正位置検出信号Ｍｓがレベル３の場合に、第２の移動状態が終了したと判断し、適正位置検出信号Ｍｓがレベル２又はレベル１の場合は、第２の移動状態が終了していないと判断する。
Ｓ６において、第２の移動状態が終了したと判断された場合、マイクロ波センシングを終了し、血圧測定手段３にて血圧測定が開始される（Ｓ７）。
Ｓ６において、第２の移動状態が終了していないと判断された場合、血圧測定手段３は報知手段４を制御し、報知部４２を用いて、心臓高さの適性度に応じ異なるブザー音やマークでその旨を報知する（Ｓ６´）。
血圧判定測定部２４５が、脈派データＰｏを検出できず胸部前面にて腕部装着式血圧計１が心臓と同一の高さとならないときは、適正位置検出信号Ｍｓに基づいて血圧測定制御部３７は、警告音や警告表示を行う。例えば、「血圧計をさらに上に上げてください」や「血圧計をさらに下げてください」などと報知手段４を用いて報知する。
また、胸部前面にて腕部装着式血圧計１と心臓との距離が離れすぎていても脈派データＰｏは検出されないことがある。そのときは、「さらに血圧計を胸に近づけてください」等の報知がなされる。腕部装着式血圧計１が心臓と同じ高さになるように腕部装着式血圧計１を動かすよう報知をした後、Ｓ４に戻り第２の移動状態の終了検出するまでＳ４からＳ６´の処理を繰り返す。
次に、血圧測定手段３は、上述したとおり血圧測定制御部３７によって加圧制御部３４および排気制御部３６を制御して圧力センサ３２の圧力信号Ｓｏの圧力振動波形から、最高血圧値や最低血圧値、脈拍数など血圧情報Ｋｊを求めて血圧測定を終了する（Ｓ８）。
なお、第２の移動状態が終了した後に、マイクロ波センシングを終了せず血圧測定中も適正位置検出信号Ｍｓを監視し続けてもよい。（Ｓ７´）この場合、血圧測定中の適正位置検出信号Ｍｓの監視結果に応じて、その内容を、報知手段４を用いて報知する。例えば、腕部装着式血圧計１が適正位置からずれてしまったときは、その旨を報知して血圧測定を中断して終了する（Ｓ８´）。
血圧測定が終了すると、血圧測定制御部３７の血圧情報メモリ３７１は、最高血圧値や最低血圧値および脈拍数などの血圧情報と適正位置検出信号Ｍｓを記憶する（Ｓ９）。また、報知手段４は、血圧情報メモリ３７１に記憶した情報を報知する。
被測定者が、操作部の測定開始スイッチを押すことによって、一連の測定動作が終了される（Ｓ１０）。
上述した腕部装着式血圧計１では、マイクロ波ドップラセンサにより正しく適正位置に腕部を誘導できた結果、その適正位置による血圧測定が行えること、及び、血圧測定に臨むときの被測定者の肉体的安静状態や精神的な安定状態を表すとされる脈拍数を記録できること、から血圧測定後、いつでもそれらの情報を知り得ることができる。
すなわち、腕部装着式血圧計１は、測定した血圧値が正しい測定によりなされたことが証明できることに加え、血圧値と共に被測定者の状態も記録できるのである。
腕部装着式血圧計１を用いれば、例えば、２４時間自由行動下での複数回の血圧測定による血圧値の変化を調べるときであっても、被測定者の肉体的安静状態や精神的な安定状態の変化も詳しく知り得ることができる。
次に、図７〜図９を用いて、他の腕部装着式血圧計１０について説明する。
腕部装着式血圧計１０と前述した腕部装着式血圧計１との差異は、腕部装着式血圧計１０が被測定者の呼吸数を検出する呼吸波検出部２４６をさらに備えている点である。マイクロ波センシングによる腕部装着式血圧計１０の心臓の高さに対する位置検出に加えて被測定者の呼吸波成分も検出し、呼吸の情報を加味して身体の安静状態をより正確に把握するものである。
なお、腕部装着式血圧計１０の説明において、腕部装着式血圧計１と同一要素には同一番号を付与して説明を省略する。
図７は、他の腕部装着式血圧計１０の機能ブロック図である。また、図９は、腕部装着式血圧計１０の表示例を説明するための図である。
図７に示すように、適正位置検出手段２の第２の移動検出手段２６は、呼吸波検出部２４６を備えている。呼吸波検出部２４６は、ＦＦＴ処理部２４２が出力する基本波Ｂｆを入力として基本波Ｂｆに含まれる呼吸に係わる情報を抽出し、呼吸波データＲｃとして血圧測定手段３の血圧測定制御部３７に出力する。
図９に示すように、表示部４１は、最高血圧値表示部４１１、最低血圧値表示部４１２、脈拍数表示部４１３、脈拍条件表示部４１５ａ及び呼吸条件表示部４１５ｂを備えた測定条件表示部４１５、血圧測定した日時などの時刻情報を表示する時刻表示部４１６、及び、呼吸数表示部４１４を有している。
表示部４１は、血圧測定手段３の血圧測定制御部３７が出力する最高血圧値、最低血圧値、脈拍数や呼吸数および適正位置検出信号Ｍｓなどからなる血圧情報Ｋｊを表示する。
図９（ａ）は、呼吸波データＲｃが入力された場合を示し、図９（ｂ）は呼吸波データＲｃが入力されなかった場合の表示例である。呼吸条件表示部４１５ｂには、それぞれ「○」、「×」でその状態を示している。
次に、図７〜図９を用いて腕部装着式血圧計１０の動作を説明する。
図８は、適正位置検出手段２の第２の移動検出手段２６の動作を説明する波形図である。図８において、図８（ａ）は図４（ｂ）に対応し、図８（ｂ）は図４（ｃ）に対応している。
すでに説明したように、図４（ａ）の区間Ｂは、手首を心臓近くに留置した状態の時間領域を示しており、図２（ｄ）から図２（ｅ）に示した第２の移動状態を示している。区間Ｂでは、腕の大きな移動動作が無くなったものの、適正位置を探すために小さく腕を動かしているため、所定の振幅範囲Ｄｒを超えないデジタル信号Ｄｏが検出されている。区間Ｂの波形には、心臓の拍動による波形と、呼吸によって胸部が動く体動の波形とが含まれている。
図８（ａ）は、図４（ａ）に示す区間Ｂにおけるデジタル信号Ｄｏの一部を拡大して示したものである。図８（ａ）に示すデジタル信号Ｄｏには、検出された被測定者８の呼吸による成分（例えば、Ｒ１及びＲ２）も含まれている。
図８（ｂ）は、ＦＦＴ処理部２４２によりデジタル信号Ｄｏを高速フーリエ変換処理した波形を模式的に示す図であり、周波数スペクトラム分布図である。この波形が基本波Ｂｆである。
第２の移動検出手段２６は、基本波Ｂｆの所定の周波数範囲から脈派データＰｏ及び呼吸波データＲｃを算出する。
図８（ｂ）に示すＬｆｐは第３の周波数閾値、Ｈｆｐは第４の周波数閾値である。この第３の周波数閾値Ｌｆｐと第４の周波数閾値Ｈｆｐとの間が、所定の周波数範囲Ｄｆ２となっている。この周波数範囲は、呼吸を捉える範囲でなければならない。発明者が実験した結果によれば、例えば、第３の周波数閾値Ｌｆｐを０．０６Ｈｚ、第４の周波数閾値Ｈｆｐを０．４Ｈｚとすることで安静状態における呼吸を捉えることができる。なお、上記の第３の周波数閾値Ｌｆｐ及び第４の周波数閾値Ｈｆｐの値は一例であって、これに限定されるものではない。
脈波検出部２４３は、基本波Ｂｆのうち、所定の周波数範囲Ｄｆ１に含まれる周波数スペクトラム分布を脈波データＰｏとして出力する。脈派データＰｏが正常に検出されていれば、第２の移動状態は終了する。このとき、図２（ｅ）に示すように腕部装着式血圧計１０が心臓８１と同一の高さとなる適正位置になっているということはすでに説明したとおりである。なお、呼吸波データＲｃは、第２の移動状態の検出には関係しない。
血圧測定手段３の血圧測定制御部３７には、圧力センサ３２からの圧力信号Ｓｏと適正位置検出手段２の血圧測定判定部２４５からの適正位置検出信号Ｍｓとに加えて、新たに呼吸波検出部２４６が出力する呼吸波データＲｃが入力される。
血圧測定制御部３７は、呼吸波データＲｃに基づき、表示部４１の呼吸数表示部４１４に１分間当りの呼吸数を表示すると共に、測定条件表示部４１５の呼吸条件マーク表示部４１５ｂに例えば「○」マークを表示する。呼吸波データＲｃが入力されない場合は呼吸条件マーク表示部４１５ｂに例えば「×」マークを表示する。
血圧測定手段３の血圧測定制御部３７は、呼吸波検出部２４６が出力する呼吸波データＲｃが予め定められた範囲（例えば、最大値Ｒｃｈと最小値Ｒｃｌの範囲）になるまで血圧測定の動作を行わないなど、呼吸の安定性を考慮した制御を行うことも可能である。
また、呼吸波データＲｃとしては、以上述べたように呼吸数や呼吸周期などの原データの他に、呼吸数や呼吸周期の平均値や標準偏差など、各種の統計指標を用いることもできる。
血圧測定手段３の血圧測定制御部３７は、血圧測定条件が整うと報知手段４の報知部４２を制御して血圧測定が可能であることをブザー音などで報知し、血圧測定を開始する。
次に、腕部装着式血圧計１０による血圧測定の動作フローについて説明する。
腕部装着式血圧計１０による血圧測定の動作フローと、図５に示す腕部装着式血圧計１に関する動作フローとの差異は、図５に示すフローのＳ６及びＳ９のステップみであり、他のステップは同様である。したがって、図５に示すフローのＳ６及びＳ９のステップに対応する、腕部装着式血圧計１０の動作フローのついてのみ以下に説明する。
腕部装着式血圧計１０による血圧測定の動作フローでは、Ｓ６で第２の移動状態を検出している間に、図７の第２の移動検出手段２６の呼吸波検出部２４６が、第３の周波数閾値と第４の周波数閾値である０．０６Ｈｚ〜０．４Ｈｚの範囲の周波数成分を呼吸波データＲｃとして検出する。
また、腕部装着式血圧計１０による血圧測定の動作フローでは、Ｓ９において、血圧測定制御部３７は、上述のとおり第２の移動状態を検出している間に呼吸波検出部２４６が検出した呼吸波データＲｃを血圧値と測定条件と共に血圧情報メモリ３７１に記憶する。
上述したように、腕部装着式血圧計１０によれば、適正位置による血圧測定を行ったこと、そして血圧測定に臨むときの被測定者の肉体的や精神的な状態を表すとされる脈拍数に加え呼吸数を測定及び記録することで、血圧測定後、いつでもそれらの情報を知り得ることができる。
つまり、腕部装着式血圧計１０では、測定した血圧値が正しい測定によりなされている信頼できる値であるかが証明できることに加え、血圧値と被測定者の状態も記録できる。例えば、２４時間自由行動下での複数回の血圧測定による血圧値の変化を調べるときであっても、被測定者の肉体的や精神的な安定状態の変化もより詳しく知り得ることができる。
以上、腕部装着式血圧計１及び腕部装着式血圧計１０について説明したが、本願の主旨を逸脱しない範囲での変更はもちろん可能である。
例えば、腕部装着式血圧計１及び腕部装着式血圧計１０において、血圧測定制御部３７の血圧情報メモリ３７１に、被測定者の平常時の脈拍数や呼吸数を予め記録することができる。また、腕部装着式血圧計１及び腕部装着式血圧計１０において、過去に測定したこれらの数値から平均的な脈拍数や呼吸数を算出して記録することができる。その場合、血圧測定に際し、新たに測定した脈拍数や呼吸数等と記録済みの脈拍数や呼吸数等とを比較して、「通常よりも脈拍数が高いです」や「通常よりも呼吸数が多いです」などと報知手段４を用いて報知することも可能である。
上記のような処理によって、被測定者が自身のそのときの体調などを知ることができる。例えば、血圧測定に際して、被測定者が無意識のうちに腕を無理に曲げていたなどの体に負担の掛かる姿勢をとることによって、通常よりも高い脈拍数や呼吸数が検出される場合がある。そのような場合に、報知手段４を用いて「リラックスしましょう」や「正しい姿勢で測定しましょう」などと報知することにより、正しい血圧測定に案内することもできる。
上記では、腕部装着式血圧計１及び腕部装着式血圧計１０を手首に装着する例を示したが、もちろん上腕部などに装着してもよい。また、カフと血圧計本体とが一体となる構成を例にして説明したが、カフとマイクロ波ドップラセンサとが一体に構成されていれば、その他の構成は別体としてもよいことは無論である。
大切なことは、腕部装着式血圧計のカフを装着した被測定部位と心臓との高さが同一となる点と、体に負担の掛からない姿勢で血圧測定に臨む点とである。また、体に負担が掛からない範囲であっても腕部を不必要に持ち上げるなどの不自然な姿勢をしないこともまた装置運用上は重要である。
腕部装着式血圧計１及び腕部装着式血圧計１０は、例えば手首に装着しても正しい血圧測定ができるため、手首装着式の血圧計に用いることができる。手首装着式であれば長時間装着していても負担が少ないため、長時間の連続複数回の測定もでき、仮面高血圧などの発見用血圧計としても好適である。
【図１】
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【図２（ａ）】
2012033232.tif 000004
【図２（ｂ）】
2012033232.tif 000005
【図２（ｃ）】
2012033232.tif 000006
【図２（ｄ）】
2012033232.tif 000007
【図２（ｅ）】
2012033232.tif 000008
【図２（ｆ）】
2012033232.tif 000009
【図３】
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【図４（ａ）】
2012033232.tif 000011
【図４（ｂ）】
2012033232.tif 000012
【図４（ｃ）】
2012033232.tif 000013
【図５】
2012033232.tif 000014
【図６（ａ）】
2012033232.tif 000015
【図６（ｂ）】
2012033232.tif 000016
【図７】
2012033232.tif 000017
【図８（ａ）】
2012033232.tif 000018
【図８（ｂ）】
2012033232.tif 000019
【図９（ａ）】
2012033232.tif 000020
【図９（ｂ）】
2012033232.tif 000021
【図１０（ａ）】
2012033232.tif 000022
【図１０（ｂ）】
2012033232.tif 000023
【図１０（ｃ）】
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【国際調査報告】
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