(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の所定の部位に装着してその所定の部位の血圧を測定する電子血圧計であって、
血圧の測定値を表示するための表示部を有する本体部と、
前記本体部内または前記表示部内に配置され、かつ少なくとも２軸の角度を測定可能な２軸角度測定センサとを備え、
前記表示部の表示面と前記２軸角度測定センサの搭載面とのなす角度が、血圧の測定時に所定の角度で固定されていることを特徴とする、電子血圧計。
【請求項２】
前記本体部に対して前記表示面を回転可能に支持し、かつ前記本体部に対する前記表示面の角度を調整できる表示角度調整機構を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電子血圧計。
【請求項３】
前記表示角度調整機構は、前記表示部の表示面と前記２軸角度測定センサの搭載面とのなす角度を所定の角度に固定するためのロック機構を有していることを特徴とする、請求項２に記載の電子血圧計。
【請求項４】
前記表示面と前記２軸角度測定センサの搭載面が常に平行であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の電子血圧計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子血圧計に関するものであり、具体的には、測定部位と心臓との高低差を検出できる電子血圧計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に血圧計では、血圧の測定部位を心臓の高さにして測定することにより、正確な血圧値を得ることができる。なぜなら、血圧の測定部位が心臓より低い場合には測定部位における血圧が高くなり、心臓より高い場合には血圧が低くなるからである。
【０００３】
手首用や指用の電子血圧計は手首、指に装着されて使用されるが、手首や指は自由に動き得る部位であるために、手首や指を心臓の高さと同じ高さに設定することが難しく、正確な血圧を測定できないことがある。
【０００４】
このような不具合を避けるために、心臓と血圧計装着部との高低差を検出して血圧測定精度を向上する技術が、特願２００１−２８３３４号に記されている。この技術によれば、前腕の角度と上腕の角度とを測定する角度センサを用いて、心臓と血圧計本体の装着部との高低差が推定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特願２００１−２８３３４号に記された電子血圧計では、表示部の表示面と角度センサによる角度測定面との位置関係が一義的に決定されていない。このため、電子血圧計をたとえば手首に装着した場合、手首のねじりにより、角度の測定値にばらつきが発生し、心臓と血圧計装着部との高低差の推定精度が悪化するという問題点があった。以下、その問題点について説明する。
【０００６】
特願２００１−２８３３４号では、心臓と測定部位との高低差を検出するために、前腕の上下方向角度φbと手首のロール方向角度θとが測定されている。このロール方向角度θは、体の傾き角度θcと前腕の前後方向の角度θbとの合成角度として測定されている。
【０００７】
一方、図１４および図１５に示すように、血圧計１１０の装着時は表示面を垂直に見ようとするため、表示面を目線と垂直になるように手首をねじったり、また血圧計１１０の装着位置を変更したりすることになる。しかし、手首をねじってしまうと、図１６および図１７に示すように血圧計本体１０１が水平面に対してθdだけ傾くことになる。
【０００８】
ここで、血圧計本体１０１内に内蔵される角度センサは、通常、重力を利用して角度を測定するものであるから、手首のロール方向角度θとして、θb＋θc＋θdを測定している。しかし、心臓と測定部位との高低差検出の算出式では、血圧計本体１０１が水平に配置されているとみなして、θ＝θb＋θcが用いられている。このため、上記のように手首がねじれた状態では、θdの値がばらつき、手首のロール方向角度θが誤って認識されてしまう。その結果、図１６および図１７に示す２つの状態では、心臓と測定部位との高低差が同じであっても、手首のねじれ角度θdが異なるために心臓と測定部位との高低差の検出結果が異なってしまう。これが検出誤差となり、血圧測定精度の悪化につながる。
【０００９】
それゆえ、本発明の目的は、手首のねじりによる検出角度のばらつきを防止することで、心臓と測定部位との高低差を正確に測定できる電子血圧計を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子血圧計は、生体の所定の部位に装着してその所定の部位の血圧を測定する電子血圧計であって、本体部と、２軸角度測定センサとを備えている。本体部は、血圧の測定値を表示するための表示部を有している。２軸角度測定センサは、本体部内または表示部内に配置され、かつ少なくとも２軸の角度を測定可能である。表示部の表示面と２軸角度測定センサの搭載面とのなす角度が、血圧の測定時に所定の角度で固定されている。
【００１１】
本発明の電子血圧計によれば、血圧の測定時に表示面とセンサ搭載面とのなす角度が固定されている。このため、血圧値の表示面を目線と垂直にすれば、センサ搭載面と水平面とのなす角度θdは固定される。よって、この角度θdを既定値として予め血圧計本体に与えておけば、手首のロール方向角度を正確に算出することができる。これにより、心臓と測定部位との高低差を精度よく測定することができ、正確な血圧値の測定が可能となる。
【００１２】
上記の電子血圧計において好ましくは、本体部に対して表示面を回転可能に支持し、かつ本体部に対する表示面の角度を調整できる表示角度調整機構が備えられている。
【００１３】
これにより、測定者が表示部を見る際の手首のねじり角度を低減することができ、さらに心臓と測定部位との高低差検出精度が改善される。
【００１４】
上記の電子血圧計において好ましくは、表示角度調整機構は、表示部の表示面と２軸角度測定センサの搭載面とのなす角度を所定の角度に固定するためのロック機構を有している。
【００１５】
これにより、可動部である表示部の本体部に対する角度を固定することができる。
【００１６】
上記の電子血圧計において好ましくは、表示面と２軸角度測定センサの搭載面とが常に平行である。
【００１７】
これにより、仮に表示部が本体部に対して可動する場合でも、ロック機構を設けずとも表示面とセンサ搭載面とを固定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電子血圧計の構成を概略的に示す斜視図である。また、図２および図３は、図１の電子血圧計のブロック図および本体内部を示す概略断面図である。
【００２０】
主に図１を参照して、電子血圧計１０は、血圧測定の制御装置が内蔵された本体部１と、その本体部１を手首に装着するためのカフ６とを備えている。本体部１の外表面には、表示部４および操作入力部５が設けられている。表示部４は血圧測定の測定結果を主に示す部分であり、操作入力部５は加圧キーなどの操作キーを含む部分である。
【００２１】
カフ６は、内部に空気を溜めることで手首の動脈を圧迫する空気袋７と、手首に装着するための帯状のバンド８と、バンド８を手首に巻付けて固定するための面ファスナ９とを備えている。
【００２２】
図２および図３を参照して、本体部１の内部には、２軸角度センサ２と、基板３と、加圧ポンプ２１と、排気部２２と、圧力センサ２３と、Ａ／Ｄ変換器２４と、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）２５と、記憶部２６と、ブザー２７とが設けられている。
【００２３】
２軸角度センサ２は、前腕の上下方向角度と手首のロール方向角度との２つの角度を測定するものであり、たとえば重力を利用して角度を測定する加速度センサを用いて、角度を測定するものである。また、この２軸角度センサ２は基板３の表面に搭載されている。
【００２４】
加圧ポンプ２１はカフ６の空気袋７内に空気を送り込んで加圧し、排気部２２はカフ６の空気袋７内の空気を排気する。この空気袋７内の空気圧は圧力センサ２３によって検出され、圧力センサ２３の検出結果や２軸角度センサ２によって検出された角度は、Ａ／Ｄ変換器２４によってデジタル信号に変換された後にＭＰＵ２５に入力される。ＭＰＵ２５は、入力された各種の情報に基づいて、内蔵するプログラムにより血圧測定のための処理を実行する。ＭＰＵ２５の処理により得られた演算データ、測定結果などは記憶部２６に記憶され、またＭＰＵ２５による処理の結果によっては、ブザー２７により結果が報知される。また、処理の結果得られた血圧値などは表示部４に表示される。
【００２５】
図３を参照して、本実施の形態の電子血圧計１０において特に注目すべきは、表示部４の表示面と２軸角度センサ２が搭載された面（以下、「センサ搭載面」と称する）とのなす角度が固定されていることである。表示面とセンサ搭載面とは、たとえば互いに平行となるように配置されている。
【００２６】
次に、本実施の形態の電子血圧計の処理動作について説明する。
図４は本発明の実施の形態１における電子血圧計を手首に巻きつけた状態を示す概略断面図であり、図５は本発明の実施の形態１における電子血圧計の処理動作を示すフロー図である。
【００２７】
図４および図５を参照して、まず電子血圧計１０が手首に巻きつけ固定される。この状態で、電子血圧計１０の電源がＯＮされ、動作がスタートすると、ＬＣＤ（表示器）が全点灯され（ステップＳＴ１）、続いてＬＣＤが全消灯され（ステップＳＴ２）、表示機能が確認できる状態とされた後、ゼロセッティング、つまり初期リセットが完了する（ステップＳＴ３）。
【００２８】
次に、前腕角度検出器である２軸角度センサ２によって検出された角度が所定の範囲内に存在するか否かが判定され（ステップＳＴ４）、前腕の角度が所定範囲に存在しない場合は、前腕の角度が所定範囲となるための誘導報知、たとえば「血圧計本体を少し高くしてください。」などの表示が行なわれる（ステップＳＴ５）。前腕の角度が所定範囲に存在、あるいは入ると、加圧ポンプがＯＮして、上記の血圧の測定が開始される（ステップＳＴ６）。
【００２９】
血圧の測定は、加圧ポンプ２１により空気袋７内を加圧して手首の動脈を圧迫した後、排気部２２により空気袋７内を排気する過程で圧力センサ２３により空気袋７内の圧力を測定することにより行なわれる。これにより、最高血圧、最低血圧および脈拍数の測定が完了する（ステップＳＴ７）。この測定結果が表示部に表示され（ステップＳＴ８）、動作が終了する。
【００３０】
また、上記の処理に限定されず、以下の処理が行なわれてもよい。
図６は、本発明の実施の形態１における電子血圧計の他の処理動作を示すフロー図である。なお、この処理動作を行なう電子血圧計の回路部のハード構成は、図１〜図３に示したものと同様である。
【００３１】
図４および図６を参照して、まず電子血圧計１０が手首に巻きつけ固定される。この状態で、電源がＯＮされ、動作がスタートすると、ＬＣＤ（表示器）が全点灯され（ステップＳＴ１１）、続いてＬＣＤが全消灯され（ステップＳＴ１２）、ゼロセッティング、つまり初期リセットが完了する（ステップＳＴ１３）。
【００３２】
次に、前腕角度検出器である２軸角度センサ２により前腕の角度が検出される（ステップＳＴ１４）。ここで検出する前腕の角度は前腕の上下方向角度と手首のロール方向角度である。この検出した前腕の角度から心臓とカフとの高低差が予測される（ステップＳＴ１５）。次に、予測した心臓とカフとの高低差から対応する圧力補正値が換算され（ステップＳＴ１６）、この補正値はメモリに記憶される。加圧ポンプがＯＮされ、空気袋７の加圧が開始されて測定が行なわれる（ステップＳＴ１７）。
【００３３】
この測定は、カフ圧を加圧目標値まで加圧した後に加圧を停止し、その後の減圧過程でカフ圧中の圧脈波を検出し、一般的によく知られたアルゴリズム、たとえば各脈波の振幅列データから振動法により、最高血圧値および最低血圧値を決定することで行なわれる。血圧測定が終了すると（ステップＳＴ１８）、次に測定（決定）結果が補正される（ステップＳＴ１９）。血圧値の補正は、メモリに記憶してある圧力補正データをもとに決定した血圧値に演算補正することにより行なわれる。測定結果として、補正後の血圧値が表示部に表示され（ステップＳＴ２０）、動作が終了する。
【００３４】
なお、上記の処理動作においては、ステップＳＴ１４の前腕の角度を測定する前に、操作入力部５より測定者の前腕長などの生体情報を入力し、ステップＳＴ１６で補正値を換算する際に、これら前腕長などの個人差を考慮した補正が行なわれてもよい。この前腕長の予めの入力による個人差の補正は、図５に示す処理動作にも適用され得る。
【００３５】
次に、本実施の形態におけるカフと心臓との高低差の算出方法について具体的に説明する。
【００３６】
図７および図８は、人体を正面および側面から見たときの上腕と前腕との傾きを示す図である。図７および図８を参照して、上腕の左右方向（Ｘ軸方向）の角度をφa、上腕の前後方向（Ｙ軸方向）の角度をθa、前腕の上下方向（Ｚ軸方向）の角度をφb、前腕の前後方向の角度をθb、体のもたれ角をθc、前腕長をＬ１、上腕長をＬ２、肩から心臓までの高さをＨ、肩からカフまでの高さをＺ、手首のねじれ角度をθd（図１６、１７）としたとき、カフと心臓との高低差ΔＨは以下の式で表わされる。
【００３７】
ΔH＝Z−H＝L2×cosφa×cos(θa＋θc)−L1×sinφb×cos(θb＋θc＋θd）−H
図９は手首のねじれがない状態での各角度を示す図であり、図１０は手首がねじれた状態での各角度を示す図である。
【００３８】
図９を参照して、角度センサとして重力を利用した加速度センサを用いた場合、その角度センサは、センサ搭載面に垂直な方向を基準として手首のロール方向角度θを測定する。手首のねじれのない状態では、センサ搭載面に垂直な方向と鉛直方向が一致するため、手首のロール方向角度θは、θb＋θcとして測定される。
【００３９】
一方、図１０に示すように手首のねじれが生じた場合、センサ搭載面に垂直な方向は鉛直方向に対して手首のねじれ角度をθdだけ傾くことになる。この状態で、センサ搭載面に垂直な方向を基準として手首のロール方向角度θを測定すると、手首のロール方向角度θは、θb＋θc＋θdとして測定されることになる。
【００４０】
ここで、特願２００１−２８３３４号に記された電子血圧計では、上述したように手首のロール方向角度θをθb＋θcとして、カフと心臓との高低差ΔＨが算出されていた。また、表示面とセンサ搭載面との位置関係が一義的に決定されていなかった。このため、手首のねじれが生じた場合、手首のねじれ角度θdがばらつき、結果としてΔＨの値がばらついてしまっていた。
【００４１】
これに対して本実施の形態の電子血圧計では、表示面とセンサ搭載面とのなす角度が所定の角度θdに固定されている（一義的に決定されている）。このため、血圧値の表示面を目線と垂直にすれば、センサ搭載面と水平方向とのなす角度θdは固定される。よって、この手首のねじれ角度θdを既定値として予め記憶部２６に記憶させることにより、ΔＨを正確に測定することが可能となる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、上記の式において、φa、Ｌ１、Ｌ２、Ｈは既定値として本体部１に入力もしくは記憶部２６に記憶され、θa＋θcの値はθb＋θc＋θdの値と同一とみなしてΔＨの測定が行なわれる。
【００４３】
上腕の各角度については上記のようにθb＋θc＋θdの値と同一とみなして測定されてもよいが、角度センサにより実際に測定されてもよい。上腕の各角度を測定する場合、上腕の各角度を測定する角度センサは、２軸角度センサ２とともに本体部１内に設けられていてもよく、また本体部１とは別体として設けられていてもよい。また、上記のφa、Ｌ１、Ｌ２、Ｈについても、何らかの手法により実際に測定されてもよい。
【００４４】
（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２における電子血圧計の構成を概略的に示す断面図である。図１１を参照して、本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成と比較して、表示部４が本体部１に対して回転機構１１により回転可能に支持されている点において異なる。また、表示部４は、本体部１に対して所定の角度αでロック機構によりロック可能とされている。
【００４５】
なお、これ以外の構成については、上述した実施の形態１とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
また本実施の形態における電子血圧計の処理動作についても実施の形態１と同様である。
【００４７】
本実施の形態では、表示部４が本体部１に対して回転可能であり、ロック機構により所定角度で固定可能であるため、測定者が表示を見るために、手首をねじる角度のばらつきが軽減され、心臓と測定部位との高低差検出精度がさらに改善される。
【００４８】
また、表示部４がなす角度αとなったときに電源をＯＮさせ、角度αから解除されることで電源がＯＦＦする機能を持つことで、電源スイッチが不要となる。
【００４９】
（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３における電子血圧計の構成を概略的に示す断面図である。図１２を参照して、本実施の形態の構成は、実施の形態２の構成と比較して、前腕角度検出器である２軸角度センサ２と、その２軸角度センサ２を搭載するための基板３とが、表示部４内に設けられている点において異なる。
【００５０】
なお、これ以外の構成については、上述した実施の形態２の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５１】
また本実施の形態における電子血圧計の処理動作についても実施の形態１と同様である。
【００５２】
本実施の形態では、表示部４内に２軸角度センサ２が配置されているため、表示面とセンサ搭載面とのなす角度が、常に固定される。具体的には、表示面とセンサ搭載面とが常に平行となる。これにより、測定者が表示を見るために、手首をねじる角度のばらつきが軽減され、心臓と測定部位との高低差検出精度が改善される。
【００５３】
（実施の形態４）
本実施の形態は、図１３に示す実施の形態４においてロック機構の構成を具体的に示すものである。
【００５４】
図１３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態４における電子血圧計のロック機構の構成およびその動作を示す模式図である。図１３（ａ）を参照して、回転機構１１の可動部側には突起部４ａが設けられており、固定部側にはその突起部４ａをガイドするためのガイド溝１１ａ、１１ｂが設けられている。このガイド溝１１ａとガイド溝１１ｂとの間の溝の深さは、ガイド溝１１ａ、１１ｂの深さよりも浅くされている。
【００５５】
これにより、可動部閉鎖状態（図１３（ａ））と可動部非固定状態（図１３（ｂ））との間では、突起部４ａは表示部４の回転によりガイド溝１１ａに沿って容易に回転移動する。しかし、可動部非固定状態（図１３（ｂ））と可動部固定状態（図１３（ｃ））との間では、突起部４ａは深さの浅いガイド溝部分を乗り越えなければならない。このため、突起部４ａがガイド溝１１ｂに嵌るとその位置で表示部４の可動部がロックされて容易にはガイド溝１１ａ側へは動かなくなる。このような構造で、可動部を固定部に対してある所定の角度で固定することが可能となる。
【００５６】
なお、上記の実施の形態１〜４では、血圧計を手首に装着するタイプのものについて説明したが、本発明の電子血圧計はこれに限定されず、生体の所定部位に装着してその装着部の血圧計を測定するものであればよい。
【００５７】
また、実施の形態２〜４では、本体部１に対して表示部４が回転可能に支持されたものについて説明したが、本発明の電子血圧計はこれに限定されず、本体部１に対して表示部４が移動可能なものであり、かつ表示部４の角度が本体部に対して固定できるものであればよい。
【００５８】
また、上記の実施の形態１〜４では、血圧計１０に搭載されるセンサ２として２軸角度センサを用いた場合について説明したが、センサ２は２軸の角度を少なくとも測定できるものであればよく、それ以外の角度や特性などを測定できるものであってもよい。またセンサ２は、加速度センサに限定されるものではなく、重力を利用して角度を測定できるものであればよい。
【００５９】
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。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電子血圧計によれば、血圧の測定時に表示面とセンサ搭載面とのなす角度が固定されている。このため、血圧値の表示面を目線と垂直にすれば、センサ搭載面と水平面とのなす角度θdは固定される。このため、この角度θdを初期値として予め決定して血圧計本体に与えておけば、手首のロール方向角度を正確に算出することができる。これにより、心臓と測定部位との高低差を精度よく測定することができ、正確な血圧値の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１における電子血圧計の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】  本発明の実施の形態１における電子血圧計の構成を示すブロック図である。
【図３】  本発明の実施の形態１における電子血圧計の本体部内の構成を示す概略断面図である。
【図４】  本発明の実施の形態１における電子血圧計を手首に巻付けた様子を示す概略断面図である。
【図５】  本発明の実施の形態１における電子血圧計の処理動作を説明するためのフロー図である。
【図６】  本発明の実施の形態１における電子血圧計の他の処理動作を説明するためのフロー図である。
【図７】  上腕および前腕の傾きを説明するための人体の正面図である。
【図８】  上腕および前腕の傾きを説明するための人体の側面図である。
【図９】  手首のねじれがない状態での各角度を示す図である。
【図１０】  手首がねじれた状態での各角度を示す図である。
【図１１】  本発明の実施の形態２における電子血圧計の構成を概略的に示す断面図である。
【図１２】  本発明の実施の形態３における電子血圧計の構成を概略的に示す断面図である。
【図１３】  本発明の実施の形態４における電子血圧計の構成および動作を示す模式図である。
【図１４】  従来の電子血圧計を用いた場合の手首のねじれを説明するための第１図である。
【図１５】  従来の電子血圧計を用いた場合の手首のねじれを説明するための第２図である。
【図１６】  手首のねじれにより従来の電子血圧計が水平線に対して傾いた様子を示す第１図である。
【図１７】  手首のねじれにより従来の電子血圧計が水平線に対して傾いた様子を示す第２図である。
【符号の説明】
１  本体部、２  ２軸角度センサ、３  基板、４  表示部、４ａ  突起部、５操作入力部、６  カフ、７  空気袋、８  バンド、９  面ファスナ、１０  電子血圧計、１１  回転機構部、１１ａ，１１ｂ  ガイド溝、２１  加圧ポンプ、２２  排気部、２３  圧力センサ、２４  Ａ／Ｄ変換器、２５  ＭＰＵ、２６  記憶部、２７  ブザー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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