(57)【要約】【課題】コロトコフ法で血圧を測定する電子血圧計であって、血圧測定の精度を向上させる電子血圧計を提供することを目的とする。【解決手段】血圧計のカフには、末梢側であって、測定部位に接する位置にコロトコフ音測定用のマイク５１が備えられる。さらに、マイク５１に近い位置であって、カフの外側には、外部の騒音を測定するためのマイク５４が備えられる。マイク５４から入力される音声は、逆位相となるよう反転された後にマイク５１から入力される音声と合成される。これにより、マイク５１からコロトコフ音と共に入力される騒音成分が低減され、マイク５１からの入力音よりコロトコフ音が正確に抽出される。【選択図】図１
2010154903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体袋と、
前記流体袋を測定部位に接して装着するための装着手段と、
前記測定部位からコロトコフ音を入力するための第１の音声入力手段と、
前記装着手段で前記流体袋を前記測定部位に装着した状態で前記装着手段外部のノイズ音を入力するための第２の音声入力手段と、
前記第１の音声入力手段で入力された第１の音声から前記第２の音声入力手段で入力された第２の音声に対応した成分を減じる音声処理を行なう音声処理手段と、
前記音声処理手段で処理された音声から前記コロトコフ音を抽出する抽出手段と、
前記コロトコフ音の抽出タイミングと、前記装着手段で前記流体袋を前記測定部位に装着した状態で得られる前記流体袋の内圧変化とに基づいて、血圧値を算出する算出手段とを備える、電子血圧計。
【請求項２】
前記音声処理手段は、
前記第２の音声を逆位相に反転する反転手段と、
前記反転手段で逆位相に反転された前記第２の音声を前記第１の音声と合成する合成手段とを含む、請求項１に記載の電子血圧計。
【請求項３】
前記音声処理手段は、前記第２の音声の所定の周波数範囲の出力レベルが、前記第１の音声の前記所定の周波数範囲の出力レベルと等しくなるように、前記第２の音声の全周波数範囲の出力レベルを調整する調整手段をさらに含み、
前記反転手段は、前記調整手段での調整後の前記第２の音声を逆位相に反転する、請求項２に記載の電子血圧計。
【請求項４】
前記装着手段で前記流体袋を前記測定部位に装着した状態で前記装着手段と前記測定部位との間のノイズ音を入力するための第３の音声入力手段をさらに備え、
前記音声処理手段は、前記第１の音声から前記第２の音声および前記第３の音声入力手段で入力された第３の音声に対応した成分を減じる音声処理を行なう、請求項１に記載の電子血圧計。
【請求項５】
前記音声処理手段は、
前記第２の音声および前記第３の音声を合成し、合成音声を生成する第１の合成手段と、
前記合成音声を逆位相に反転する反転手段と、
前記反転手段で逆位相に反転された前記合成音声を前記第１の音声と合成する第２の合成手段とを含む、請求項４に記載の電子血圧計。
【請求項６】
前記音声処理手段は、前記合成音声の所定の周波数範囲の出力レベルが、前記第１の音声の前記所定の周波数範囲の出力レベルと等しくなるように、前記合成音声の全周波数範囲の出力レベルを調整する調整手段をさらに含み、
前記反転手段は、前記調整手段での調整後の前記合成音声を逆位相に反転する、請求項５に記載の電子血圧計。
【請求項７】
前記第２の音声入力手段は前記装着手段の前記流体袋とは逆側に備えられる、請求項１〜６のいずれかに記載の電子血圧計。
【請求項８】
前記第３の音声入力手段は前記装着手段と前記流体袋との間に備えられる、請求項４〜７のいずれかに記載の電子血圧計。
【請求項９】
前記第１の音声入力手段の前記装着手段で前記測定部位に装着した状態で前記測定部位に接しない位置に、前記第１の音声入力手段への音声の入力を阻止する部材が備えられる、請求項１〜８のいずれかに記載の電子血圧計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電子血圧計に関し、特に、コロトコフ法で血圧を測定する電子血圧計に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子血圧計で血圧を測定する方法としては、人体の動脈を圧迫するための空気袋にエアーを送り込み、そこから発生する人体の圧脈波情報から血圧算出するオシロメトリック法と、空気袋の下流側の動脈付近に設けた聴診器およびマイクロフォンで計測するコロトコフ音（以下、Ｋ音）を用いて測定するコロトコフ法との２方式が一般的である。
【０００３】
上の２方式のうちコロトコフ法を採用した電子血圧計では、上記空気袋を内包した人体に巻き付ける腕帯部の下流側に、Ｋ音を計測するマイクロフォン（以下、Ｋ音マイク）が設けられる。測定時には、空気袋にエアーを送り込んで測定部位を圧迫し、動脈を閉鎖させた後、徐々に減圧させていく過程で血流が動脈壁にぶつかる音に相当するＫ音を計測する。減圧開始からＫ音が初めて検出された時点、およびその後検出され続けていたＫ音が消失した時点での空気袋内圧に基づいて血圧が算出される。
【０００４】
そのため、コロトコフ法を採用した電子血圧計では、Ｋ音を正確に計測することが必要となる。正確なＫ音を測定するための技術として、たとえば、特開昭５７−５１８３６号公報（以下、特許文献１）は、腕帯の下流側の位置に、腕周方向に、複数個のＫ音マイクを設置し、最も大きな出力を出すＫ音マイクの出力を選定することで、巻き付け位置が動脈位置から外れた場合でも測定可能とする方法を開示している。また、特開昭６２−１４８６４１号公報（以下、特許文献２）は、腕帯の下流側の位置に、腕周方向に、Ｋ音マイクより幅の広い金属薄板を設置し、Ｋ音マイクを金属に接触させることでＫ音の測定範囲を広げ、巻き付け位置が動脈位置から外れた場合でも測定可能とする方法を開示している。
【０００５】
しかしながら、これら文献に開示されている電子血圧計では、Ｋ音マイクにＫ音以外の周囲の音（たとえば空気袋が膨張する際のこすれ音や、外部の騒音等）である環境音も入力されることになる。そのため、周囲のノイズである騒音や、体動が大きければ、発生する環境音もＫ音マイクに信号として入力され、測定されるＫ音が環境音の影響を受けやすくなる。その結果、正確にＫ音が測定されないことになる。
【０００６】
この問題に対処するために、たとえば、特開昭６１−２４７４３０号公報（以下、特許文献３）は、Ｋ音マイクと、カフからの音（以下、Ｃ音）を検知するためのマイクロフォン（以下、Ｃ音マイク）とを分離して設け、Ｋ音マイクで測定された音中のＣ音マイクで測定されたカフの雑音を識別する技術を開示している。
【特許文献１】特開昭５７−５１８３６号公報
【特許文献２】特開昭６２−１４８６４１号公報
【特許文献３】特開昭６１−２４７４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３に開示された技術では、下流側のＫ音とカフ内に発生するノイズ音（Ｃ音）との分離は可能であるが、周囲の騒音などのノイズはＣ音マイク、Ｋ音マイク共に入力されるため、Ｃ音マイクで測定される音を用いてＫ音と周囲の騒音などとの分離ができない。そのため、Ｋ音マイクで測定される音が周囲の環境音の影響を受けた場合、測定されたＫ音にノイズが加わってしまう。また、カフ内で発生する血流が動脈壁にぶつかるＫ音もＣ音に影響するため、Ｋ音マイクで測定された音からＣ音マイクで測定された音を除いても、純粋なＫ音のみとはならない場合がある。そのため、このような技術でも、正確なＫ音が測定し難く、測定結果の精度が落ちる場合がある、といった問題がある。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、Ｋ音マイクに入力される測定周囲の音声、環境音、測定カフ内に発生する音などによるノイズ信号である騒音成分を軽減することでＫ音を精度よく抽出し、血圧測定の精度を向上させる電子血圧計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、電子血圧計は、流体袋と、流体袋を測定部位に接して装着するための装着手段と、測定部位からコロトコフ音を入力するための第１の音声入力手段と、装着手段で流体袋を測定部位に装着した状態で装着手段外部のノイズ音を入力するための第２の音声入力手段と、第１の音声入力手段で入力された第１の音声から第２の音声入力手段で入力された第２の音声に対応した成分を減じる音声処理を行なう音声処理手段と、音声処理手段で処理された音声からコロトコフ音を抽出する抽出手段と、コロトコフ音の抽出タイミングと、装着手段で流体袋を測定部位に装着した状態で得られる流体袋の内圧変化とに基づいて、血圧値を算出する算出手段とを備える。
【００１０】
好ましくは、音声処理手段は、第２の音声を逆位相に反転する反転手段と、反転手段で逆位相に反転された第２の音声を第１の音声と合成する合成手段とを含む。
【００１１】
より好ましくは、音声処理手段は、第２の音声の所定の周波数範囲の出力レベルが、第１の音声の所定の周波数範囲の出力レベルと等しくなるように、第２の音声の全周波数範囲の出力レベルを調整する調整手段をさらに含み、反転手段は、調整手段での調整後の第２の音声を逆位相に反転する。
【００１２】
好ましくは、電子血圧計は、装着手段で流体袋を測定部位に装着した状態で装着手段と測定部位との間のノイズ音を入力するための第３の音声入力手段をさらに備え、音声処理手段は、第１の音声から第２の音声および第３の音声入力手段で入力された第３の音声に対応した成分を減じる音声処理を行なう。
【００１３】
好ましくは、音声処理手段は、第２の音声および第３の音声を合成し、合成音声を生成する第１の合成手段と、合成音声を逆位相に反転する反転手段と、反転手段で逆位相に反転された合成音声を第１の音声と合成する第２の合成手段とを含む。
【００１４】
より好ましくは、音声処理手段は、合成音声の所定の周波数範囲の出力レベルが、第１の音声の所定の周波数範囲の出力レベルと等しくなるように、合成音声の全周波数範囲の出力レベルを調整する調整手段をさらに含み、反転手段は、調整手段での調整後の合成音声を逆位相に反転する。
【００１５】
好ましくは、第２の音声入力手段は装着手段の流体袋とは逆側に備えられる。好ましくは、第３の音声入力手段は装着手段と流体袋との間に備えられる。
【００１６】
好ましくは、電子血圧計は、第１の音声入力手段の装着手段で測定部位に装着した状態で測定部位に接しない位置に、第１の音声入力手段への音声の入力を阻止する部材が備えられる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、騒音のある周囲環境であっても正確にＫ音を抽出することができ、血圧測定の精度を向上させることができる。さらに、体動によるアーチファクトを軽減して正確にＫ音が抽出することができ、血圧測定の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。
【００１９】
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態にかかる電子血圧計（以下、血圧計）１Ａは空気袋１３（図２参照）を内包するカフを備えて、血圧測定の際、上腕や手首などの測定部位にカフを巻き付ける。空気袋１３の内圧は後述する制御機構によって制御され、空気袋１３の圧力変化を測定することで、測定部位の血圧が算出される。
【００２０】
図１は、血圧計１Ａに備えられるカフの構成の具体例を示す図である。図１を参照して、血圧計１Ａに備えられるカフは、外布の内側に血圧測定に用いられる空気袋１３を内包する。カフには動脈の上流側に相当する中枢側と、下流側に相当する末梢側とが予め定められている。カフの末梢側、つまり動脈の下流側であって、最も測定部位寄りに、コロトコフ音（以下、「Ｋ音」と称する）測定用のマイクロフォン（以下、「Ｋ音マイク」と称する）５１が備えられる。すなわち、Ｋ音マイク５１は、カフを測定部位に装着した際に、動脈の下流側であって、測定部位に接する位置に備えられる。カフの末梢側、つまり動脈の下流側であって、外布よりも外側に、外部音測定用のマイクロフォン（以下、「騒音マイク」と称する）５４が備えられる。すなわち、騒音マイク５４は、カフを測定部位に装着した際に、外布の外側であって、測定部位とは逆向きの位置に備えられる。これにより、Ｋ音マイク５１には主にＫ音が入力され、騒音マイク５４には、カフ外部の音声が入力される。以降の説明において、カフ外部の音声を「騒音」と称するものとする。
【００２１】
Ｋ音マイク５１と騒音マイク５４との間には、好ましくは、吸音材が空気袋１３の末梢側を包み込む状態で備えられる。吸音材の素材は特定の素材には限定されず、たとえば発泡ネオプレンゴムなどであってもよい。図１では、吸音材はＫ音マイク５１と騒音マイク５４との間に備えられる例が示されているが、吸音材はＫ音マイク５１でのコロトコフ音以外の音声の入力を阻止するために設けられるため、Ｋ音マイク５１の測定部位に接した箇所以外の箇所の少なくとも一部、好ましくはすべてを覆うように備えられてもよい。しかしながら、たとえ吸音材が備えられたとしても、Ｋ音マイク５１への騒音の入力を完全に遮断することは難しく、Ｋ音と共にある程度の騒音が入力されると考えられる。カフ外部の騒音は、Ｋ音の抽出精度に影響を及ぼす。そこで、血圧計１Ａは、Ｋ音マイク５１に入力された音声から騒音成分を軽減し、Ｋ音を抽出して血圧算出を行なう機能を備える。
【００２２】
図２は、血圧計１Ａにおいて上記機能を実現する、機能ブロックを示す図である。図２を参照して、血圧計１Ａは、空気袋１３にエアチューブを介して接続されるエア系２０と、エア系２０の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）４０とを含む。
【００２３】
エア系２０は、エアポンプ２１と、エアバルブ２２と、圧力センサ２３とを含む。エアポンプ２１は駆動回路２６に接続される。エアバルブ２２は駆動回路２７に接続される。駆動回路２６および駆動回路２７は、共にＣＰＵ４０に接続されて、ＣＰＵ４０からの制御信号に従って、各々、エアポンプ２１またはエアバルブ２２を駆動する。エアポンプ２１は、ＣＰＵ４０から制御される駆動回路２６で駆動されて、空気袋１３に所定量の圧縮気体を送り込む。これにより、空気袋１３が加圧される。エアバルブ２２は、ＣＰＵ４０から制御される駆動回路２７で駆動されて開閉し、空気袋１３を開放状態または閉鎖状態とする。これにより、空気袋１３の内圧が維持、または減圧される。
【００２４】
圧力センサ２３は、空気袋１３の圧力を検出し、検出値に応じたセンサ信号を増幅器２８に対して出力する。増幅器２８は、圧力センサ２３から出力されるセンサ信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器２９に対して出力する。Ａ／Ｄ変換器２９は、増幅器２８から出力されたアナログ信号であるセンサ信号をデジタル化し、ＣＰＵ４０に出力する。
【００２５】
カフに備えられるＫ音マイク５１は、増幅器５２およびＡ／Ｄ変換器５３を介してＣＰＵ４０に接続される。騒音マイク５４は、増幅器５５およびＡ／Ｄ変換器５６を介してＣＰＵ４０に接続される。Ｋ音マイク５１は音圧センサ（不図示）を含んで、主に、Ｋ音の周波数帯の音圧を検出し、検出値に応じたセンサ信号である音声信号を増幅器５２に対して出力する。増幅器５２は、Ｋ音マイク５１に含まれる音圧センサから出力されるセンサ信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器５３に対して出力する。Ａ／Ｄ変換器５３は、増幅器５２から出力されたアナログ信号である音声信号をデジタル化し、ＣＰＵ４０に出力する。騒音マイク５４は音圧センサ（不図示）を含んで、Ｋ音マイク５１に含まれる音圧センサの検出範囲よりもある程度広い範囲の周波数帯の音圧を検出し、検出値に応じたセンサ信号である音声信号を増幅器５５に対して出力する。増幅器５５は、騒音マイク５４に含まれる音圧センサから出力されるセンサ信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器５６に対して出力する。Ａ／Ｄ変換器５６は、増幅器５５から出力されたアナログ信号である音声信号をデジタル化し、ＣＰＵ４０に出力する。
【００２６】
血圧計１Ａ本体のたとえば正面などの操作しやすい位置には、測定を開始するためのキーや、メモリを呼び出して表示させるためのキーなどを含む操作部３が設けられる。また、見やすい位置には、液晶ディスプレイなどで構成される表示部４が設けられる。操作部３はＣＰＵ４０に接続されて、キー操作に従った操作信号をＣＰＵ４０に入力する。表示部４はＣＰＵ４０に接続されて、ＣＰＵ４０からの制御信号に従って、指定された画面を表示する。血圧計１Ａには、さらにメモリ４１が含まれる。メモリ４１は、測定結果や、ＣＰＵ４０で実行されるプログラムを記憶する。
【００２７】
ＣＰＵ４０は、血圧算出部４２および音声信号処理部４３を含む。これらは、ＣＰＵ４０が操作部３からの操作信号に従ってメモリ４１に記憶される上記プログラムを読み出して実行することで、主にＣＰＵ４０に形成される機能であるが、少なくともこれら機能のうちの一部が、図２に示されたハードウェア構成で形成されてもよい。音声信号処理部４３は、Ｋ音マイク５１から増幅器５２およびＡ／Ｄ変換器５３を介して入力された音声信号および騒音マイク５４から増幅器５５およびＡ／Ｄ変換器５６を介して入力された音声信号を処理することでＫ音を抽出し、血圧算出部４２に対してＫ音を示す信号を入力する。血圧算出４２は、音声信号処理部４３から入力された信号および圧力センサ２３から増幅器２８およびＡ／Ｄ変換器２９を介して入力されたセンサ信号に基づいて血圧値を算出する。ここで算出される血圧値は、具体的には、最高血圧値を意味する収縮期血圧と、最低血圧値を意味する拡張期血圧とが該当する。
【００２８】
図３は、音声信号処理部４３の構成の具体例を示す図である。図３を参照して、音声信号処理部４３は、入力部４３１、調整部４３２、反転部４３３、第１合成部４３４、および抽出部４３５を含む。
【００２９】
入力部４３１は、Ｋ音マイク５１からの、増幅器５２およびＡ／Ｄ変換器５３を介した音声信号の入力、および騒音マイク５４からの、増幅器５５およびＡ／Ｄ変換器５６を介した音声信号の入力を受付ける。入力された音声信号のうち、Ｋ音マイク５１からの音声信号は、第１合成部４３４および調整部４３２に入力される。騒音マイク５４からの音声信号は、調整部４３２に入力される。調整部４３２は、騒音マイク５４からの音声信号の示す音声波のうち、所定の周波数範囲のセンサ値のレベルを、Ｋ音マイク５１からの音声信号の示す音声波の上記所定の周波数範囲のセンサ値のレベルと同じとなるよう調整し、反転部４３３に入力する。反転部４３３は、調整部４３２で調整された騒音マイク５４からの音声信号の示す音声波を逆位相となるよう反転処理し、第１合成部４３４に入力する。第１合成部４３４は、入力部４３１から入力されたＫ音マイク５１からの音声信号の示す音声波と、反転部４３３から入力された調整および反転処理された騒音マイク４３からの音声信号の示す音声波とを合成処理し、抽出部４３５に入力する。抽出部４３５は、第１合成部４３４において合成処理された音声波よりＫ音を抽出し、Ｋ音を示す信号を音声算出部４２に入力する。
【００３０】
図４は、Ｋ音マイク５１から入力される音声信号の示す音声波、騒音を表わす音声波、およびＫ音を表わす音声波の関係を具体的に説明する図である。図４において、波形１は騒音を表わす音声波を表わし、波形２はＫ音の音声波を表わし、波形３はＫ音マイク５１から入力される音声信号の示す音声波を表わしている。Ｋ音マイク５１には、上述のようにＫ音に加えてある程度の騒音も入力されるため、波形３であるＫ音マイクから入力される音声信号の示す音声波は、Ｋ音とカフ外部の騒音との合成波を表わしている。
【００３１】
人のＫ音の周波数の範囲は統計的に定められるものである。すなわち、図４に示されるように、波形２で表わされるＫ音の音声波は周波数Ｆ１〜Ｆ２の範囲に存在し、その他の範囲には存在しない。すなわち、周波数Ｆ１〜Ｆ２の範囲の音声波は、騒音による音声波であると言える。
【００３２】
図５および図６は、音声信号処理部４３における音声処理の原理を説明する図である。図５において、波形１’は、騒音マイク５４から入力される音声信号の示す音声波を表わしている。調整部４３２は、上述した、Ｋ音の音声波が周波数Ｆ１〜Ｆ２の範囲に存在し、その他の範囲には存在しないことを利用し、騒音マイク５４から入力される音声信号の音圧レベルを、Ｋ音マイク５１から入力される音声信号のレベルと等しくなるよう調整する。すなわち、調整部４３２は、予め、人のＫ音の周波数の範囲として上記周波数Ｆ１〜Ｆ２の範囲を記憶し、波形１’の上記周波数Ｆ１〜Ｆ２の範囲外の音圧レベルを、波形３の上記周波数Ｆ１〜Ｆ２の範囲外の音圧レベルと等しくなるよう調整する。図５の例では、調整部４３２は、波形１’の上記周波数Ｆ１〜Ｆ２の範囲外の音圧レベルが波形３のそれよりも全体的に高いために、波形１’の音圧を全体的に所定量減少させる処理を行なっている。図１にも示されたように、騒音マイク５４はカフの外部に設置されるために、カフ内部に設置されるＫ音マイク５１よりも多くの騒音が入力さる。そのため、通常、波形１’の上記周波数Ｆ１〜Ｆ２の範囲外の音圧レベルが波形３のそれよりも全体的に高いと考えられるため、調整部４３２では、調整処理として、波形１’の音圧を全体的に所定量減少させる処理が行なわれる。しかしながら、Ｋ音マイク５１および騒音マイク５４の性能や、センサレベルによっては、音圧レベルが逆に検出される場合も有り得る。そのため、調整部４３２では調整処理として、この逆の処理、すなわち波形１’の音圧を全体的に所定量増加させる処理が行なわれてもよい。これにより、波形１’は図５で波形１と示される音圧レベルとなり、上記周波数Ｆ１〜Ｆ２の範囲外の音圧レベルが波形３のそれと等しくなる。つまり、調整処理後の波形１は、波形３中の騒音成分に相当すると言える。
【００３３】
反転部４３３および第１合成部４３４は、いわゆるノイズ除去回路を含む。図６は、反転部４３３および第１合成部４３４でのノイズ除去回路を用いたノイズ処理を説明する図である。
【００３４】
図６を参照して、反転部４３３で図５において波形１となるように調整された騒音による音声波の位相を逆位相となるよう反転処理して、第１合成部４３４で図５において波形３で表わされたＫ音マイク５１から入力される音声信号の示す音声波に合成することで、波形３中の騒音成分が合成される逆位相の騒音成分によって相殺される。これにより、波形３中の騒音成分を低減することができる。
【００３５】
図７は、血圧計１Ａでの血圧測定動作の流れの具体例を示すフローチャートである。図７のフローチャートに示される動作は、操作部３に含まれる測定開始を指示するキーが押下されることにより、開始し、ＣＰＵ４０がメモリ部４１に記憶されるプログラムを読み出して図２、図３に示される各部を制御することによって実現されるものである。
【００３６】
図７を参照して、動作が開始すると、ステップＳ１で、ＣＰＵ４０において各部の初期化が行なわれた後、ステップＳ２で、駆動回路２６，２７に制御信号が出力されて、空気袋１３の加圧が開始される。圧力センサ２３からの圧力信号によって空気袋１３内圧が所定圧力に達したことが検出されると（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ７でＣＰ４０は駆動回路２６に制御信号を出力して空気袋１３の加圧を終了し、駆動回路２６，２７に制御信号を出力してエアバルブ２２を開状態として空気袋１３の減圧を開始する。上記所定圧力は、一般的な最高血圧よりも高い圧力であって、たとえば２００ｍｍＨｇ程度であるものとする。ステップＳ７以降、たとえば４ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度の、所定の減圧速度で空気袋１３が減圧される。
【００３７】
ステップＳ７で空気袋１３の減圧が開始すると、ステップＳ９でＣＰＵ４０は、Ｋ音マイク５１および騒音マイク５を用いた音声測定を開始する。ステップＳ９で音声測定が開始されると、入力部４３１にＫ音マイク５１および騒音マイク５４から所定の間隔で音声信号が入力され、ステップＳ１１で所定の間隔で音声信号処理部４３において上述の音声処理が実行される。
【００３８】
抽出部４３５は、入力された音声信号からＫ音を最初に検出するとＫ音が開始したと判断し（ステップＳ１３でＹＥＳ）、その旨を示す信号を血圧算出部４２に入力する。ステップＳ１５で血圧算出部４２は、圧力センサ２３からのその時点の圧力信号に基づいて最高血圧値である収縮期血圧を算出する。
【００３９】
抽出部４３５は、ステップＳ１３でＫ音が開始した以降、入力された音声信号からＫ音を抽出し続ける。その後、検出されなくなると、その時点で入力された音声信号からＫ音が消失したと判断し（ステップＳ１７でＹＥＳ）、その旨を示す信号を血圧算出部４２に入力する。ステップＳ１９で血圧算出部４２は、圧力センサ２３からのその時点の圧力信号に基づいて最低血圧値である拡張期血圧を算出する。
【００４０】
以上の血圧値の算出が終了すると、ステップＳ２１でＣＰＵ４０は、駆動回路２６，２７に制御信号を出力し、空気袋１３内の圧力を大気圧に解放する。ステップＳ２３で、ＣＰＵ４０は、ステップＳ１５で算出された最高血圧値である収縮期血圧、およびステップＳ１９で算出された最低血圧値である拡張期血圧を、測定結果として表示部４で表示するための処理を行ない、測定結果を表示し、一連の動作を終了する。
【００４１】
以上の動作における、音圧と空気袋１３の内圧と算出される血圧値とについて、図８を用いて具体的に説明する。図８（Ａ）は、上記一連の動作中の、空気袋１３の圧力変化を表わしている。図８（Ｂ）は、Ｋ音マイク５１および騒音マイク５４に含まれる音圧センサ（不図示）から入力される音圧であって、上記処理後の音圧の変化を表わしている。
【００４２】
上記ステップＳ１１で音声信号処理部４３において上述の音声信号処理が行なわれることで、Ｋ音マイク５１から入力された音声から、図８（Ｂ）において点線で示された、騒音マイク５４で入力された音声に相当する騒音成分が軽減される。これにより、図８（Ｂ）において太線で表わされるように、Ｋ音を表わす音圧がより正確に抽出されるようになる。抽出部４３５において図８（Ｂ）に示されたようにＫ音が抽出されると、上記ステップＳ１３で図８（Ｂ）のｔ１時点でＫ音が始まったと判断される。また、ステップＳ１７で図８（Ｂ）のｔ２時点でＫ音が消失したと判断される。そのため、ステップＳ１５では、血圧算出部４２において、ｔ１時点における空気袋１３の内圧に基づいて収縮期血圧が算出され、ステップＳ１９では、ｔ２時点における空気袋１３の内圧に基づいて拡張期血圧が算出される。
【００４３】
このように、血圧計１Ａでは上述のように測定された音声から騒音成分を軽減することができるので、コロコトフ音の開始点と消失点とを正確に抽出することができ、最高血圧値および最低血圧値の測定精度を向上させることができる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
ところで、Ｋ音マイク５１には、Ｋ音およびカフ外部の騒音と共に、空気袋１３と測定部位とのこすれ音や体動に伴う音などのカフ内の音も入力される。以降、Ｋ音マイク５１にＫ音およびカフ外部の騒音と共に入力されるカフ内の音を「Ｃ音」と称する。カフ外部の騒音と同様にＣ音成分もまた、Ｋ音の抽出精度に影響を及ぼす。そこで、第２の実施の形態にかかる血圧計１Ｂは、Ｋ音マイク５１から入力される音声よりカフ外部の騒音の成分を軽減すると共に、Ｃ音の成分も軽減する。
【００４５】
図９は、血圧計１Ｂに備えられるカフの構成の具体例を示す図である。図９を参照して、血圧計１Ｂに備えられるカフには、血圧計１Ａに備えられるカフに含まれたＫ音マイク５１および騒音マイク５４に加えて、カフ内部の外布と空気袋１３との間であって、Ｋ音マイク５１にできるだけ近い位置に、Ｃ音測定用のマイクロフォン（以下、「Ｃ音マイク」と称する）５７が備えられる。すなわち、Ｃ音マイク５７は、カフを測定部位に装着した際に、動脈の下流側に位置するＫ音マイク５１の近傍であって、空気袋１３に接し、かつ測定部位に直接接しない位置に備えられる。これにより、Ｃ音マイク５７には主にカフ内に発生する空気袋１３のこすれ音や体動に伴う音などのＣ音が入力される。
【００４６】
図１０は、血圧計１Ｂにおいて上記機能を実現する、機能ブロックを示す図である。図１０を参照して、血圧計１Ｂは、図２に示された血圧計１Ａの構成に加えて増幅器５８およびＡ／Ｄ変換器５９をさらに含み、カフに含まれるＣ音マイク５７は、増幅器５８およびＡ／Ｄ変換器５９を介してＣＰＵ４０に接続される。Ｃ音マイク５７は音圧センサ（不図示）を含んで音圧を検出し、検出値に応じたセンサ信号である音声信号を増幅器５８に対して出力する。増幅器５８は、Ｃ音マイク５７に含まれる音圧センサから出力されるセンサ信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器５９に対して出力する。Ａ／Ｄ変換器５９は、増幅器５８から出力されたアナログ信号である音声信号をデジタル化し、ＣＰＵ４０に出力する。
【００４７】
図１１は、血圧計１ＢのＣＰＵ４０に含まれる音声信号処理部４３の構成の具体例を示す図である。図１１を参照して、音声信号処理部４３は、図３に示された血圧計１ＡのＣＰＵ４０に含まれる音声信号処理部４３の構成に加えて、第２合成部４３６をさらに含む。
【００４８】
入力部４３１は、Ｋ音マイク５１からの、増幅器５２およびＡ／Ｄ変換器５３を介した音声信号の入力、騒音マイク５４からの、増幅器５５およびＡ／Ｄ変換器５６を介した音声信号の入力、およびＣ音マイク５７からの、増幅器５８およびＡ／Ｄ変換器５９を介した音声信号の入力を受付ける。入力された音声信号のうち、Ｋ音マイク５１からの音声信号は第１合成部４３４および第２合成部４３６に入力される。騒音マイク５４からの音声信号およびＣ音マイク５７からの音声信号は第２合成部４３６に入力される。第２合成部４３６は、入力された騒音マイク５４からの音声信号の示す音声波およびＣ音マイク５７からの音声信号の示す音声波を合成した後、調整部４３２に入力する。調整部４３２は、血圧計１Ａと同様に、騒音マイク５４からの音声信号とＣ音マイク５７からの音声信号とから得られた合成波のうち、上述の周波数Ｆ１〜Ｆ２の範囲外のセンサ値のレベルを、Ｋ音マイク５１からの音声信号の示す音声波の上記範囲のセンサ値のレベルと同じとなるよう調整し、反転部４３３に入力する。第１合成部４３４および抽出部４３５は、血圧計１Ａと同様の機能である。
【００４９】
血圧計１Ｂでは、図７に示された血圧計１Ａと同様の動作が行なわれる。ただし、血圧計１Ｂでは、上記ステップＳ９でＫ音マイク５１、騒音マイク５４、およびＣ音マイク５７を用いた音声測定が開始される。上記ステップＳ１１では、音声信号処理部４３において図４〜図６で示された原理と同様の原理に基づいて音声信号処理が行なわれる。ただし、血圧計１Ｂでは、波形１として、騒音マイク５４からの音声信号とＣ音マイク５７からの音声信号との合成波を用いる。すなわち、血圧計１Ｂの音声信号処理部４３では、上記ステップＳ１１において、反転部４３３で騒音マイク５４からの音声信号とＣ音マイク５７からの音声信号との合成波の位相を逆位相となるよう反転処理して、第１合成部４３４でＫ音マイク５１から入力される音声信号の示す音声波に合成する。
【００５０】
以上の動作が血圧計１Ｂで行なわれることで得られる血圧値について、図１２を用いて具体的に説明する。図１２（Ａ）は、上記一連の動作中の、空気袋１３の圧力変化を表わしている。図１２（Ｂ）は、音声信号処理によって抽出されるＫ音を示す音圧の変化を表わしている。図１２（Ｃ）は、Ｋ音マイク５１から入力される音圧変化で、コロトコフ音とそれ以外のノイズ（外部環境から入力された騒音、カフノイズ音）とを含んだ音圧の変化を表わしている。図１２（Ｄ）は、騒音マイク５４から入力された音声とＣ音マイク５７から入力された音声との合成音声を示す音圧を表わしている。
【００５１】
上記ステップＳ１１で音声信号処理部４３において上述の音声信号処理が行なわれることで、図１２（Ｃ）に表わされるＫ音マイク５１から入力された音声に、図１２（Ｅ）に点線で表わされた、反転された、騒音マイク５４入力された音声とＣ音マイク５７から入力された音声との合成音声が合成されて、Ｋ音マイク５１から入力された音声から騒音成分およびＣ音成分が軽減される。これにより、図１２（Ｂ）において太線で表わされるように、Ｋ音を表わす音圧がより正確に抽出されるようになる。抽出部４３５において図１２（Ｂ）に示されたようにＫ音が抽出されると、上記ステップＳ１３で図１２（Ｂ）のｔ１時点でＫ音が始まったと判断される。また、ステップＳ１７で図１２（Ｂ）のｔ２時点でＫ音が消失したと判断される。そのため、ステップＳ１５では、血圧算出部４２において、ｔ１時点における空気袋１３の内圧に基づいて収縮期血圧が算出され、ステップＳ１９では、ｔ２時点における空気袋１３の内圧に基づいて拡張期血圧が算出される。
【００５２】
このように、血圧計１Ｂでは上述のように測定された音声から騒音成分およびＣ音成分を軽減することができるので、コロコトフ音の開始点と消失点とをより正確に抽出することができ、最高血圧値および最低血圧値の測定精度をより向上させることができる。
【００５３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１の実施の形態にかかる血圧計に備えられるカフの構成の具体例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる血圧計の機能ブロックを示す図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる血圧計のＣＰＵに含まれる、音声信号処理部の構成の具体例を示す図である。
【図４】Ｋ音測定用のマイクから入力される音声信号の示す音声波、騒音を表わす音声波、およびＫ音を表わす音声波の関係を具体的に説明する図である。
【図５】音声信号処理部における音声処理の原理を説明する図である。
【図６】音声信号処理部における音声処理の原理を説明する図である。
【図７】第１の実施の形態にかかる血圧計での血圧測定動作の流れの具体例を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施の形態にかかる血圧計での、音圧と空気袋の内圧と算出される血圧値との関係を示す図である。
【図９】第２の実施の形態にかかる血圧計に備えられるカフの構成の具体例を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態にかかる血圧計の機能ブロックを示す図である。
【図１１】第２の実施の形態にかかる血圧計のＣＰＵに含まれる、音声信号処理部の構成の具体例を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態にかかる血圧計での、音圧と空気袋の内圧と算出される血圧値との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１Ａ，１Ｂ  血圧計、１３  空気袋、２０  エア系、２１  エアポンプ、２２  エアバルブ、２３  圧力センサ、２６，２７  駆動回路、２８，５２，５５，５８  増幅器、２９，５３，５６，５９  Ａ／Ｄ変換器、４０  ＣＰＵ、４２  血圧算出部、４３  音声信号処理部、５１  Ｋ音マイク、５４  騒音マイク、５７  Ｃ音マイク、４３１  入力部、４３２  調整部、４３３  反転部、４３４  第１合成部、４３５  抽出部、４３６  第２合成部。
【図１】
2010154903.tif 000003
【図２】
2010154903.tif 000004
【図３】
2010154903.tif 000005
【図４】
2010154903.tif 000006
【図５】
2010154903.tif 000007
【図６】
2010154903.tif 000008
【図７】
2010154903.tif 000009
【図８】
2010154903.tif 000010
【図９】
2010154903.tif 000011
【図１０】
2010154903.tif 000012
【図１１】
2010154903.tif 000013
【図１２】
2010154903.tif 000014