(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の所定部位に巻回されるカフと、該カフの圧迫圧力の徐速変化過程において得られる信号に基づいて該生体の血圧値を決定する血圧値決定手段と、該生体の所定部位に装着されて該生体の血圧波形を連続的に検出する血圧波形連続検出装置と、該血圧波形連続検出装置によって検出された血圧波形を表示する表示器と、予め設定された血圧測定起動条件に基づいて前記血圧値決定手段を実行させるカフ血圧測定起動手段とを備えた血圧波形モニタ装置であって、
前記カフの下流とはならない部位に装着されて前記生体の脈波を検出する脈波検出装置と、
前記血圧波形と前記脈波との間の予め設定された関係を用い、前記脈波検出装置によって実際に検出された脈波から、前記血圧波形を推定した推定血圧波形を連続的に決定する推定血圧波形決定手段と、
前記血圧波形連続検出装置によって検出された血圧波形が異常でない場合には、該血圧波形を前記表示器に表示し、該血圧波形が異常である場合には、該血圧波形に代えて前記推定血圧波形を前記表示器に表示する波形表示制御手段と
を、含むことを特徴とする血圧波形モニタ装置。
【請求項２】
前記脈波検出装置は、前記生体の所定部位に装着され、該部位に向けて光を照射して該光の反射光または透過光から光電脈波を検出する光電脈波検出装置であることを特徴とする請求項１に記載の血圧波形モニタ装置。
【請求項３】
前記波形表示制御手段は、前記カフの圧迫圧力が、該カフの圧迫によって血流が阻害される圧力の最低値として予め設定された所定圧力以上である場合に、前記血圧波形が異常であると判断して前記表示器に前記推定血圧波形を表示するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の血圧波形モニタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血圧波形を連続的に表示する血圧波形モニタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
手術中、或いは集中治療室等では、患者の血圧を連続的に監視するため、血圧波形モニタ装置を用いることがある。血圧波形モニタ装置は、連続的に血圧波形を検出する血圧波形連続検出装置と、その血圧波形連続検出装置によって検出された血圧波形を表示するための表示器とを備えている。上記血圧波形連続検出装置としては、圧脈波センサを用いてトノメータ法によって血圧波形を検出する方式と、カテーテルを用いる方式とがある。トノメータ法では、橈骨動脈などの比較的表皮に接近した動脈上に圧脈波センサを固定して、表皮上から適当な押圧力で前記動脈を押圧することによって、その動脈が心拍に同期して脈動するのに伴って発生する圧脈波を検出する。このようにして検出された圧脈波は動脈内圧の相対変化を表すので、圧脈波形は血圧波形を表すのである。一方、カテーテルを用いる方式の血圧波形連続検出装置では、カテーテルを直接所定の動脈に挿入し、圧力変換素子によって動脈内の圧力を直接検出する。
【０００３】
ところで、トノメータ法による血圧波形連続検出装置では、動脈内圧の相対変化に関しては忠実に測定できるが、皮膚および皮下組織の粘弾性的性質によって絶対圧が正確に得られない。そのため、上腕にカフを巻回し、そのカフを用いて測定された血圧値によって絶対圧を補正する必要がある。また、絶対圧の補正は、圧脈波センサの装着位置がずれる場合などを考慮して定期的に行わなわれ、さらに、圧脈波センサによって検出される血圧が異常となった場合にも、より信頼性のある血圧値を得るためにカフによる血圧測定が起動されることがある。また、カテーテルを用いる方式の血圧波形連続検出装置でも、カテーテルは比較的末梢部位の動脈に挿入されることが多いので、緊急時に、より中枢側における血圧を得るために、上腕にカフが巻回される場合が多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、トノメータ法による血圧波形連続検出装置を用いる血圧波形の連続監視では、圧脈波センサに加えて上腕にカフが装着されるが、血圧波形の連続監視と同時に、点滴を実施する場合も多い。点滴をする場合には、点滴用の管が挿入されている側の腕には、カフおよび圧脈波センサを装着することができない。これは、カフによって上腕が締め付けられると、静脈が閉塞させられてしまい点滴薬がスムーズに流れないから、また、圧脈波センサおよびその圧脈波センサのコードが点滴用の管の邪魔になるからである。
【０００５】
従って、圧脈波センサは、上腕にカフが巻回されている側の手首に装着される場合が多い。そのようにカフと圧脈波センサが同腕に装着される場合には、カフによる血圧測定が実行されている間は、カフの下流に装着されている圧脈波センサによる血圧波形の検出は中断されてしまい、血圧波形が表示されないか、表示されてもその形状が異常となってしまう。しかも、カフによる血圧測定は、異常な高血圧や不整脈の発生などによって１分を越える場合もある。血圧波形モニタ装置を用いるのは、連続的に血圧波形を表示する必要がある場合なので、カフによる血圧測定期間中の中断は、血圧波形モニタ装置の意義を大きく損なっているという問題があった。
【０００６】
また、カテーテルを用いる方式の血圧波形連続検出装置においても、カフとカテーテルを同腕に装着しなければならないことが多いという事情は同じであることから、トノメータ法による血圧波形連続検出装置と同様に、カフによる血圧測定中は、血圧波形の連続監視が中断されてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、カフによる血圧測定中でも正確な血圧波形を表示することができる血圧波形モニタ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための請求項１に記載の発明は、生体の所定部位に巻回されるカフと、そのカフの圧迫圧力の徐速変化過程において得られる信号に基づいてその生体の血圧値を決定する血圧値決定手段と、その生体の所定部位に装着されてその生体の血圧波形を連続的に検出する血圧波形連続検出装置と、その血圧波形連続検出装置によって検出された血圧波形を表示する表示器と、予め設定された血圧測定起動条件に基づいて前記血圧値決定手段を実行させるカフ血圧測定起動手段とを備えた血圧波形モニタ装置であって、（ａ）前記カフの下流とはならない部位に装着されて前記生体の脈波を検出する脈波検出装置と、（ｂ）前記血圧波形と前記脈波との間の予め設定された関係を用い、前記脈波検出装置によって実際に検出された脈波から、前記血圧波形を推定した推定血圧波形を連続的に決定する推定血圧波形決定手段と、（ｃ）前記血圧波形連続検出装置によって検出された血圧波形が異常でない場合には、その血圧波形を前記表示器に表示し、その血圧波形が異常である場合には、その血圧波形に代えて前記推定血圧波形を前記表示器に表示する波形表示制御手段とを、含むことを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
脈波検出装置はカフの下流とはならない部位に装着されているので、カフによってそのカフが巻回されている部位が圧迫されても、脈波検出装置によって検出される脈波は影響を受けない。そのため、推定血圧波形決定手段により、血圧波形と脈波との間の予め設定された関係を用い、脈波検出装置によって実際に検出された脈波から決定される推定血圧波形は、カフによる圧迫によって影響を受けない。一方、血圧波形連続検出装置がカフの下流部位に装着された場合には、カフによる圧迫によって血圧波形連続検出装置によって検出される血圧波形が異常となる。しかし、血圧波形連続検出装置によって検出される血圧波形が異常である場合には、波形表示制御手段により、その血圧波形に代えて、推定血圧波形決定手段によって決定された推定血圧波形が表示器に表示される。従って、カフによる血圧測定中でも正確な血圧波形が表示される。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、前記脈波検出装置が、前記生体の所定部位に装着され、その部位に向けて光を照射してその光の反射光または透過光から光電脈波を検出する光電脈波検出装置であることを特徴とする。光電脈波検出装置は小型且つ軽量であるため、カフが装着されていない側に点滴用の管が挿入されている場合にも、その点滴用の管の邪魔になることなく、その管が挿入されている側の腕に装着することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、前記波形表示制御手段が、前記カフの圧迫圧力が、そのカフの圧迫によって血流が阻害される圧力の最低値として予め設定された所定圧力以上である場合に、前記血圧波形が異常であると判断して前記表示器に前記推定血圧波形を表示することを特徴とする。血圧波形の異常をその血圧波形から直接判断して推定血圧波形を表示する場合には、血圧波形が異常であるか否かの判断が困難な場合もあるが、この発明によれば、カフによる圧迫のために血圧波形が異常となっている時には、その異常となっている血圧波形に代えて推定血圧波形が確実に表示される。
【００１２】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明が適用された血圧波形モニタ装置８の構成を説明するブロック図である。
【００１３】
図において、１０はゴム製袋を布製帯状袋内に有するカフであって、たとえば患者の右腕の上腕部１２に巻回される。カフ１０には、圧力センサ１４、排気制御弁１６、および空気ポンプ１８が配管２０を介してそれぞれ接続されている。排気制御弁１６は、カフ１０内への圧力の供給を許容する圧力供給状態、カフ１０内を徐々に排圧する徐速排圧状態、およびカフ１０内を急速に排圧する急速排圧状態の３つの状態に切り換えられるように構成されている。
【００１４】
圧力センサ１４は、カフ１０内の圧力ＰＫ  を検出してその圧力ＰＫ  を表す圧力信号ＳＰを静圧弁別回路２２および脈波弁別回路２４にそれぞれ供給する。静圧弁別回路２２はローパスフィルタを備えており、圧力信号ＳＰに含まれる定常的な圧力すなわちカフ１０の圧迫圧力を表すカフ圧信号ＳＣを弁別してそのカフ圧信号ＳＣをＡ／Ｄ変換器２６を介して演算制御装置２８へ供給する。脈波弁別回路２４はバンドパスフィルタを備えており、圧力信号ＳＰの振動成分であるカフ脈波信号ＳＭ１  を弁別してそのカフ脈波信号ＳＭ１  をＡ／Ｄ変換器３０を介して演算制御装置２８へ供給する。
【００１５】
上記演算制御装置２８は、ＣＰＵ２９，ＲＯＭ３１，ＲＡＭ３２，および図示しないＩ／Ｏポート等を備えた所謂マイクロコンピュータにて構成されており、ＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３１に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ３２の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行することにより、Ｉ／Ｏポートから駆動信号を出力して図示しない駆動回路を介して排気制御弁１６および空気ポンプ１８を制御して、カフ１０内の圧力を制御するとともに、カフ脈波信号ＳＭ１  が表すカフ脈波ＷＫ  の変化に基づいてオシロメトリック法により最高血圧値ＢＰＳＹＳ  および最低血圧値ＢＰＤＩＡ  などの血圧値ＢＰを決定し、その決定した血圧値ＢＰを表示器３４に表示させる。
【００１６】
血圧波形連続検出装置として機能する圧脈波検出プローブ３６は、図２に詳しく示すように、容器状を成すセンサハウジング３７を収容するケース３８と、このセンサハウジング３７を橈骨動脈５６の幅方向に移動させるためにそのセンサハウジング３７に螺合され且つケース３８の駆動部３９内に設けられた図示しないモータによって回転駆動されるねじ軸４０とを備えている。上記ケース３８には装着バンド４１が取りつけられており、上記容器状を成すセンサハウジング３７の開口端が体表面４２に対向する状態で装着バンド４１によりカフ１０が巻回されている側の手首４３に着脱可能に取り付けられるようになっている。上記センサハウジング３７の内部には、ダイヤフラム４４を介して圧脈波センサ４６が相対移動可能かつセンサハウジング３７の開口端からの突出し可能に設けられており、これらセンサハウジング３７およびダイヤフラム４４等によって圧力室４８が形成されている。この圧力室４８内には、空気ポンプ５０から調圧弁５２を経て圧力空気が供給されるようになっており、これにより、圧脈波センサ４６は圧力室４８内の圧力に応じた押圧力ＰＨＤＰ  で前記体表面４２に押圧される。
【００１７】
上記センサハウジング３７およびダイヤフラム４４は、圧脈波センサ４６を橈骨動脈５６に向かって押圧する押圧装置６２を構成しており、押圧装置６２は後述する最適押圧力ＰＨＤＰＯで圧脈波センサ４６を押圧する。そして、上記ねじ軸４１および図示しないモータは、圧脈波センサ４６が押圧される押圧位置を橈骨動脈５６の幅方向に移動させて押圧位置変更装置すなわち幅方向移動装置６４を構成している。
【００１８】
上記圧脈波センサ４６は、たとえば、単結晶シリコン等によって形成された半導体チップから成る押圧面５４に、多数の半導体感圧素子（図示せず）が橈骨動脈５６の幅方向（すなわちねじ軸４０と平行な圧脈波センサ４６の移動方向）に０．２ｍｍ程度の一定の間隔で配列されて構成されており、手首４３の体表面４２上から橈骨動脈５６に向かって押圧されることにより、橈骨動脈５６から発生して体表面４２に伝達される圧力振動波すなわち圧脈波ＰＷを検出する。なお、この圧脈波ＰＷが血圧波形である。そして、その圧脈波ＰＷを表す圧脈波信号ＳＭ２  をＡ／Ｄ変換器５８を介して演算制御装置２８へ供給する。
【００１９】
また、演算制御装置２８のＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３１に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ３２の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行し、空気ポンプ５０および調圧弁５２へ図示しない駆動回路を介して駆動信号を出力して圧力室４８内の圧力の調節も行う。さらに、演算制御装置２８は、圧力室４８内の徐速圧力変化過程で逐次得られる圧脈波ＰＷに基づいて、橈骨動脈５６の血管壁の一部を略平坦とするための圧脈波センサ４６の最適押圧力ＰＨＤＰＯを決定し、その最適押圧力ＰＨＤＰＯを維持するように調圧弁５２を制御する。
【００２０】
脈波検出装置として機能する光電脈波検出装置６６は、生体の末梢血管の容積変化を表す光電脈波ＬＷを検出するものであり、本実施例では、カフ１０が巻回されていない側の腕の指尖部６８に装着される。この光電脈波検出装置６６は、脈拍検出などに用いるものと同様に構成され、指尖部６８などの生体の一部を収容可能なハウジング７０内に、ヘモグロビンによって反射可能な波長帯の赤色光或いは赤外光（好ましくは酸素飽和度によって影響を受けない８００ｎｍ程度の波長を）生体の表皮に向かって照射する光源である発光素子７２と、ハウジング７０の発光素子７２に対向する側に設けられ、指尖部６８を透過してきた光を検出する受光素子７４とを備え、毛細血管内の血液容積に対応する光電脈波信号ＳＭ３を連続的に出力する。そして、光電脈波検出装置６６から出力された光電脈波信号ＳＭ３は、Ａ／Ｄ変換器７６を介して演算制御装置２８へ供給される。
【００２１】
切替スイッチ７８は、演算制御装置２８に以下に詳しく説明する制御作動、すなわち、圧脈波ＰＷが異常であることを判定し、圧脈波ＰＷが異常である場合には、その圧脈波ＰＷに代えて推定血圧波形ＥＰＷを表示器３４に表示するという制御作動を実行させるか否かを切り替えるための切替信号を演算制御装置２８に供給する切替装置として機能するものであり、手動によって、上記切替信号を出力するか否かが切り替えられる。圧脈波検出プローブ３６をカフ１０と同腕に装着しなければならない場合には、上記切替信号を出力するように設定される。
【００２２】
図３は、上記演算制御装置２８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。最適押圧位置制御手段８０は、初回の装着時、或いは、圧脈波センサ４６の橈骨動脈５６に対する押圧位置が大きくずれ、押圧面５４に配列された圧力検出素子のうち最大振幅を検出するものが配列位置の端部に位置する場合など、所定の押圧位置更新条件（ＡＰＳ起動条件）が成立した場合に実行される。そのＡＰＳ起動条件が成立した場合には、まず、最適押圧力ＰＨＤＰＯよりも十分に低い値に予め設定された第１押圧値Ｐ１  で押圧装置６２に圧脈波センサ４６を押圧させ、その状態でその圧脈波センサ４６の各圧力検出素子のうち最大振幅を検出するものが、圧力検出素子の配列方向において予め設定された中央範囲に位置するか否かを判断する。その判断が否定される場合、すなわち最大振幅を検出する圧力検出素子が上記中央範囲に位置しない場合には、圧脈波センサ４６を体表面４２から一旦離隔させるとともに圧脈波センサ４６を移動させた後、再び上記の作動および判断を実行する。一方、上記の判断が肯定さた場合は最適押圧位置が得られた状態であるので、上記最大振幅を出力する圧力検出素子を中央位置圧力検出素子（アクティブエレメント）として設定し且つ記憶するとともに、最適押圧力決定手段８２の作動を許容する。
【００２３】
最適押圧力決定手段８２は、最適押圧位置制御手段８０により最適押圧位置に位置させられた圧脈波センサ４６の押圧力ＰＨＤＰ  を連続的に変化させ、その変化過程で得た圧脈波ＰＷに基づいて最適押圧力ＰＨＤＰＯを決定する。最適押圧力ＰＨＤＰＯとは、圧脈波センサ４６の押圧力ＰＨＤＰよって、橈骨動脈５６の血管壁の圧脈波センサ４６により押圧されている側が略平坦となる押圧力であり、例えば図４に示すように、最適押圧力ＰＨＤＰＯを十分に含む範囲で圧脈波センサ４６の押圧力ＰＨＤＰ  を連続的に増加させる過程で、圧脈波センサ４６のアクティブエレメントから得られた圧脈波ＰＷ の大きさと圧脈波センサ４６の押圧力ＰＨＤＰ  とを示す二次元グラフにおいて、その圧脈波ＰＷの下ピーク値ＰＷｍｉｎを結ぶ曲線（図４の破線）により形成される平坦部の中央を中心とする所定範囲内の押圧値である。
【００２４】
最適押圧力維持手段８４は、空気ポンプ５０および調圧弁５２を制御して、押圧装置６２による圧脈波センサ４６の押圧力ＰＨＤＰ  を、最適押圧力決定手段８２により決定された最適押圧力ＰＨＤＰＯに維持する。図５は、圧脈波センサ４６の押圧力ＰＨＤＰ  が最適押圧力ＰＨＤＰＯに維持されている状態で、圧脈波センサ４６により逐次検出される圧脈波ＰＷ、すなわち後述する波形表示制御手段１０２により表示器３４に表示される圧脈波ＰＷの一例を示す図である。
【００２５】
カフ圧制御手段８６は、静圧弁別回路２２から供給されるカフ圧信号ＳＣに基づいて空気ポンプ１８および排気制御弁１６を制御して、カフ１０の圧迫圧力すなわちカフ圧Ｐｃ を最高血圧値ＢＰＳＹＳ  よりも高い値に設定された目標圧力値ＰＣＭ  （たとえば１８０ｍｍＨｇ）まで急速昇圧させた後、そのカフ圧Ｐｃ を２〜３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度の速度で徐速降圧させ、次述する血圧値決定手段８８によって血圧値ＢＰが決定された後にカフ圧Ｐｃを大気圧に解放する。
【００２６】
血圧値決定手段８８は、上記カフ圧制御手段８６によってカフ１０の圧迫圧力が徐速降圧させられる過程で得られたカフ脈波信号ＳＭ１の変化に基づいて、よく知られたオシロメトリック法によって生体の最高血圧値ＢＰＳＹＳ、平均血圧値ＢＰＭＥＡＮ、最低血圧値ＢＰＤＩＡを決定し、その決定した最高血圧値ＢＰＳＹＳ等を表示器３４に表示する。
【００２７】
関係決定手段９０は、圧脈波センサ４６の押圧面５４に配列された複数の圧力検出素子のうち中心位置圧力検出素子（アクティブエレメント）により検出される圧脈波ＰＷの大きさと、血圧値決定手段８８により測定された血圧値ＢＰとの間の対応関係を、たとえば図６に示すように予め決定する。図６において、ＰＷｍｉｎは圧脈波ＰＷの最小値（すなわち立ち上がり点における圧脈波ＰＷの大きさ）、ＰＷｍａｘは圧脈波ＰＷの最大値（すなわちピークにおける圧脈波ＰＷの大きさ）である。
【００２８】
血圧値連続決定手段９２は、上記関係決定手段９０で決定された対応関係を用いて、圧脈波センサ４６の前記中心位置圧力検出素子により検出される圧脈波ＰＷの大きさからモニタ血圧値ＭＢＰを連続的に決定し、その決定したモニタ血圧値ＭＢＰを表示器３４に表示する。
【００２９】
カフ血圧測定起動手段９４は、前回の血圧測定値決定手段８８による血圧測定から、十分乃至数十分程度に設定されたキャリブレーション周期Ｔｃが経過したこと、最適押圧力決定手段８２により最適押圧力ＰＨＤＰＯが更新されたこと、血圧値連続決定手段９２により決定されたモニタ血圧値ＭＢＰが予め設定された正常範囲を超えたことなどの血圧測定起動条件が成立した場合には、カフ１０を用いた信頼性の高い血圧値ＢＰを得るために血圧値決定手段８８を起動させる。
【００３０】
関係係数決定手段９８は、圧脈波ＰＷと光電脈波ＬＷとの間の関係Ｒすなわち光電脈波ＬＷから圧脈波ＰＷを求めるための関係Ｒの係数を逐次決定する。たとえば、上記関係Ｒには、ＡＲＸ（Ａｕｔｏ  Ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ  ｅＸｏｇｅｎｏｕｓ）モデル法による式１の関係を用いることができる。
（式１）  ＬＷ（ｔ）＋ａ１ＬＷ（ｔ−１）＋…＋ａｎａＬＷ（ｔ−ｎａ）＝ｂ１ＰＷ（ｔ−１）＋ｂ２ＰＷ（ｔ−２）＋  …＋ｂｎｂＰＷ（ｔ−ｎｂ）
式１において、ｔは時間、ＬＷ（ｔ），ＰＷ（ｔ）はサンプリング周期毎に逐次採取される光電脈波ＬＷおよび圧脈波ＰＷのサンプリングデータである。また、ｎａおよびｎｂは実験に基づいて予め決定されるサンプリング次数であり、たとえば、（ｎａ，ｎｂ）＝（４，６），  （１０，１０）である。
【００３１】
式１の左辺を時間シフトオペレータｑを使用してまとめると式２が得られる。
（式２）  （１＋ａ１ｑ−１＋…＋ａｎａｑ−ｎａ）ＬＷ（ｔ）＝ｂ１ＰＷ（ｔ−１）＋ｂ２ＰＷ（ｔ−２）＋  …＋ｂｎｂＰＷ（ｔ−ｎｂ）
さらに、式２の右辺をＰＷ（ｔ−１）でまとめると式３が得られる。
（式３）  （１＋ａ１ｑ−１＋…＋ａｎａｑ−ｎａ）ＬＷ（ｔ）＝（ｂ１＋ｂ２ｑ−１＋…＋ｂｎｂｑ−ｎｂ＋１）ＰＷ（ｔ−１）
式３から式４を得ることができる。
0003578727.tif 000002
さらに式４は式５のようにも表現できる。
0003578727.tif 000003
式５において、Ｂ’（ｑ）はＢ（ｑ）をシフトして得られる関数である。
【００３２】
上記関係Ｒとして式５に示したものを用いる場合、関係係数決定手段９８は、式５（すなわち式４）における係数ａ１…ａｎａ，  ｂ１…ｂｎｂを決定する。それらの係数を決定するには、逐次検出される光電脈波ＬＷおよび圧脈波ＰＷの大きさを式１に代入することによって得られる等式を、係数の数の合計（すなわちｎａ＋ｎｂ）以上求め、それら複数の等式の連立方程式を解くことによって係数ａ１…ａｎａ，  ｂ１…ｂｎｂを決定する。
【００３３】
推定血圧波形決定手段１００は、前記関係係数決定手段９８により係数が決定された関係Ｒすなわち式５を用い、光電脈波検出装置６６によって実際に検出される光電脈波ＬＷ（ｔ）を式５の右辺に代入して、圧脈波ＰＷ（ｔ−１）を推定した推定血圧ＥＰＷ（ｔ−１）を逐次決定する。
【００３４】
なお、上記関係Ｒは患者の容態などによって変化することもあり得るので、推定血圧波形決定手段１００では、逐次決定される関係の係数のうち最新の係数が適用された関係Ｒが用いられることが好ましいが、カフ１０によって上腕部１２が圧迫されると、圧脈波ＰＷ（ｔ）が異常となることから、カフ１０によって上腕部１２が圧迫されている間に決定された係数が適用された関係Ｒは除外する。すなわち、推定血圧波形決定手段１００では、正常な圧脈波ＰＷ（ｔ）に基づいて決定された係数が適用された関係Ｒが用いられるが、正常な圧脈波ＰＷ（ｔ）に基づいて決定された係数のうち最新の係数が適用された関係Ｒが用いられることが好ましい。また、上記推定血圧波形ＥＰＷ（ｔ）は光電脈波検出装置６６によって検出された光電脈波ＬＷ（ｔ）から算出されるものであり、光電脈波検出装置６６はカフ１０の直接的な下流部位に装着されていないことから、カフ１０によって上腕部１２が圧迫されている期間であっても、推定血圧波形ＥＰＷ（ｔ）は、カフ１０によって圧迫されていなければ圧脈波センサ４６によって検出されたと推定される圧脈波ＰＷ（ｔ）を推定している。
【００３５】
波形表示制御手段１０２は、圧脈波センサ４６により検出される圧脈波ＰＷ（ｔ）が異常でない場合には、その圧脈波ＰＷ（ｔ）を表示器３４に表示する。なお、表示器３４に表示する圧脈波ＰＷ（ｔ）は、好ましくは、図６に示す関係によりモニタ血圧値ＭＢＰに換算された後のものとされる。一方、圧脈波ＰＷ（ｔ）が異常である場合には、その圧脈波ＰＷ（ｔ）に代えて、推定血圧波形決定手段１００により決定された推定血圧波形ＥＰＷ（ｔ）を表示器３４に表示する。ここで、圧脈波ＰＷ（ｔ）が異常である場合とは、血圧値決定手段８８が実行され、カフ１０により上腕１２が圧迫されることによって、圧脈波ＰＷ（ｔ）の振幅（すなわち圧脈波ＰＷ（ｔ）の最大値ＰＷｍａｘと最小値ＰＷｍｉｎとの差）が予め設定された所定値よりも小さくなった場合や、圧脈波ＰＷ（ｔ）の形状が異常に歪んでしまう場合などをいうが、カフ１０による圧迫圧が血流を阻害し始める圧力として予め設定された所定値（たとえば３０ｍｍＨｇ）以上であることをもって圧脈波ＰＷ（ｔ）が異常であると判断してもよい。
【００３６】
図７および図８は、上記演算制御装置２８の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、図７は、圧脈波センサ４６の押圧状態を最適押圧位置および最適押圧力ＰＨＤＰＯに制御する押圧状態制御ルーチンであり、図８は、圧脈波ＰＷ（ｔ）または光電脈波ＬＷ（ｔ）に基づいて血圧波形を連続的に表示する血圧波形表示ルーチンである。なお、図８の血圧波形表示ルーチンは、割り込み処理或いは時分割処理などによって図７の押圧状態制御ルーチンとは独立的に実行される。
【００３７】
まず、図７に示す押圧状態制御ルーチンを説明する。図７のステップＳＡ１（以下、ステップを省略する。）は、カフ血圧測定起動手段９４に相当し、前回に対応関係が更新されてからの経過時間が十数分乃至数十分程度に予め設定されたキャリブレーション周期Ｔｃを超えたか否かが判断される。通常はそのＳＡ１の判断が否定されるので、ＳＡ２において所定の押圧位置更新条件（ＡＰＳ起動条件）が成立したか否か、たとえば、圧脈波センサ４６の押圧面５４に配列された複数の圧力検出素子のうちの最大振幅を検出する圧力検出素子が配列位置の端部に位置する状態となったか否かなどが判断される。
【００３８】
初回の装着時など、圧脈波センサ４６の橈骨動脈５６に対する押圧位置がずれ、前記押圧位置変更条件が成立する場合には、上記ＳＡ２の判断が肯定されるので、ＳＡ３のＡＰＳ制御ルーチンが実行される。このＡＰＳ制御ル−チンは、圧脈波センサ４６の各圧力検出素子のうち最大振幅を検出する圧力検出素子が、圧力検出素子の配列の略中心位置になるように最適押圧位置が決定されるとともに、その圧力検出素子が中心位置圧力検出素子すなわちアクティブエレメントとして設定される。上記ＳＡ２，ＳＡ３により圧脈波センサ４６の押圧位置が制御されることから、ＳＡ２，ＳＡ３が最適押圧位置制御手段８０に相当する。
【００３９】
一方、橈骨動脈５６に対する圧脈波センサ４６の押圧位置が正常範囲であれば、上記ＳＡ２の判断が否定されるので、ＳＡ４において、後述するＳＡ７で決定される対応関係を変化させる程に圧脈波センサ４６の押圧条件を変化させる体動が検出されたか否か、或いはモニタ血圧値ＭＢＰが前回のカフ１０を用いて測定された血圧値ＢＰに対して大幅に変化したか否かなどの最適押圧力決定起動条件（ＨＤＰ起動条件）が成立したか否かが判断される。
【００４０】
圧脈波センサ４６の押圧条件に変化がない場合には、上記ＳＡ４の判断が否定されて、前記ＳＡ１以下が再び繰り返される。しかし、上記ＳＡ４の判断が肯定された場合、および前記ＳＡ３のＡＰＳ制御ルーチンが実行された場合には、続いて、最適押圧力決定手段８２および最適押圧力維持手段８４に相当するＳＡ５のＨＤＰ制御ルーチンが実行される。
【００４１】
すなわち、圧脈波センサ４６の押圧力が連続的に高められる過程で、橈骨動脈５６の真上に位置する中心位置圧力検出素子からの圧脈波ＰＷ（ｔ）の振幅が最大となる押圧力が最適押圧力ＰＨＤＰＯとして決定され且つ更新された後、圧脈波センサ４６の押圧力がその最適押圧力ＰＨＤＰＯにて保持される。そして、圧脈波センサ４６がその最適押圧力ＰＨＤＰＯにて押圧された状態で、以後のＳＡ６以下が実行される。
【００４２】
前回に対応関係が決定されてからの経過時間が予め設定されたキャリブレーション周期Ｔｃを越えたことによって前記ＳＡ１の判断が肯定された場合、および前記ＳＡ５のＨＤＰ制御ルーチンが実行された場合には、続いて、カフ圧制御手段８６および血圧値決定手段８８に対応するＳＡ６が実行される。ＳＡ６では、排気制御弁１６を圧力供給状態に切り換え且つ空気ポンプ１８を作動させてカフ１０内の圧力を患者の予想される最高血圧値よりも高い目標圧力（たとえば１８０ｍｍＨｇ）まで急速に昇圧した後、空気ポンプ１８を停止させ且つ排気制御弁１６を徐速排圧状態に切り換えてカフ１０内の圧力を３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度に予め定められた徐速降圧速度で下降させることにより、この徐速降圧過程で逐次得られるカフ脈波信号ＳＭ１が表すカフ脈波ＷＫの振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリック方式の血圧値決定アルゴリズムに従って最高血圧値ＢＰＳＹＳ  、平均血圧値ＢＰＭＥＡＮ、および最低血圧値ＢＰＤＩＡ  が決定される。そして、その決定された血圧値ＢＰが表示器３４に表示されるとともに、排気制御弁１６が急速排圧状態に切り換えられてカフ１０内が急速に排圧される。
【００４３】
続くＳＡ７では、圧脈波ＰＷ（ｔ）の一拍分が入力されたか否かが判断される。このＳＡ７の判断が否定された場合はＳＡ７が繰り返し実行されることにより待機させられるが、肯定された場合には、続いて、関係決定手段９０に相当するＳＡ８が実行される。
【００４４】
ＳＡ８では、圧脈波センサ４６のアクティブエレメントによって検出された圧脈波ＰＷ（ｔ）の一拍分における最小値ＰＷｍｉｎおよび最大値ＰＷｍａｘと、前記ＳＡ６においてカフ１０を用いて決定された最高血圧値ＢＰＳＹＳおよび最低血圧値ＢＰＤＩＡ  との間の対応関係（すなわち図６に示す対応関係）が求められる。そして、ＳＡ８が実行された後は、前記ＳＡ１以下が再び繰り返される。
【００４５】
次に図８の血圧波形表示ルーチンを説明する。まず、ＳＢ１では、圧脈波センサ４６から供給される圧脈波信号ＳＭ２（すなわち圧脈波ＰＷ（ｔ））および光電脈波検出装置６６から供給される光電脈波信号ＳＭ３（すなわち光電脈波ＬＷ（ｔ））が読み込まれる。
【００４６】
続くＳＢ２では、前述の図７の押圧状態制御ルーチンのＳＡ６においてカフ１０による血圧測定が実行されることにより、カフ１０の圧迫圧力が予め設定された所定圧力（たとえば３０ｍｍＨｇ）以上であるか否かが判断される。この判断は、カフ１０によって上腕部１２が圧迫されているために、カフ１０の下流に位置する圧脈波センサ４６によって検出される圧脈波ＰＷ（ｔ）が異常となっているか否かを判断するものである。
【００４７】
上記ＳＢ２の判断が否定され、前記ＳＢ１で読み込まれた圧脈波ＰＷ（ｔ）が正常であると判断された場合には、続いて関係係数決定手段９８に相当するＳＢ３が実行される。ＳＢ３では、上記ＳＢ１で読み込まれた圧脈波ＰＷ（ｔ）および光電脈波ＬＷ（ｔ）に基づいて式５（すなわち式４）に示す関係Ｒの係数が決定または更新される。そして、続くＳＢ４では、前記ＳＢ１で読み込まれた圧脈波ＰＷ（ｔ）が、図５に示すように表示器３４に表示される。
【００４８】
続くＳＢ５では、本ルーチンの繰り返しによって前記ＳＢ１において圧脈波ＰＷ（ｔ）が一拍分検出されたか否かが判断される。この判断が否定された場合には、前記ＳＢ１以下が直接実行される。一方、ＳＢ５の判断が肯定された場合には、続く血圧値連続決定手段９２に相当するＳＢ６において、圧脈波ＰＷ（ｔ）の一拍分における最小値ＰＷｍｉｎおよび最大値ＰＷｍａｘから、図７のＳＡ８で決定された対応関係に基づいてモニタ最低血圧値ＭＢＰｍｉｎおよびモニタ最高血圧値ＭＢＰｍａｘが決定され且つその決定されたモニタ最低血圧値ＭＢＰｍｉｎおよびモニタ最高血圧値ＭＢＰｍａｘが表示器３４に表示される。そして、その後、前記ＳＢ１以下が実行される。
【００４９】
一方、前記ＳＢ２の判断が肯定された場合、すなわち、ＳＢ１で読み込まれた圧脈波ＰＷ（ｔ）が異常であると判断された場合には、推定血圧波形決定手段１００に相当するＳＢ７が実行される。ＳＢ７では、本血圧波形表示ルーチンの繰り返しにおいて、ＳＢ３で決定または更新される係数のうち最新の係数が適用された式５に示す関係Ｒと、このＳＢ７が実行される直前にＳＢ１で検出された光電脈波ＬＷ（ｔ）とに基づいて、前述の式５から推定血圧ＥＰＷ（ｔ−１）が決定される。
【００５０】
続くＳＢ８では、表示器３４の前記ＳＢ４において圧脈波ＰＷが表示されている部位に、上記ＳＢ７で逐次決定された推定血圧ＥＰＷが圧脈波ＰＷに代えて表示される。従って、ＳＢ２，ＳＢ４，ＳＢ８が波形表示制御手段１０２に相当する。
【００５１】
上述のように、本実施例によれば、光電脈波検出装置６６はカフ１０の下流とはならない部位に装着されているので、カフ１０によってそのカフ１０が巻回されている部位が圧迫されても、光電脈波検出装置６６によって検出される光電脈波ＬＷ（ｔ）は影響を受けない。そのため、推定血圧波形決定手段１００（ＳＢ７）により、光電脈波ＬＷ（ｔ）に基づいて推定圧脈波ＥＰＷ（ｔ−１）を推定する式５の関係を用い、光電脈波検出装置６６によって実際に検出された光電脈波ＬＷ（ｔ）に基づいて決定される推定血圧波形ＥＰＷ（ｔ−１）は、カフ１０による圧迫によって影響を受けない。そして、圧脈波センサ４６によって検出される圧脈波ＰＷ（ｔ）が異常である場合には、波形表示制御手段１０２（ＳＢ２，ＳＢ６，ＳＢ８）により、圧脈波ＰＷ（ｔ）に代えて、推定血圧波形決定手段１００（ＳＢ７）によって決定された推定血圧波形ＥＰＷ（ｔ）が表示器３４に表示される。従って、カフ１０による血圧測定中でも正確な血圧波形が表示される。
【００５２】
また、本実施例の光電脈波検出装置６６は小型且つ軽量であるため、カフ１０が装着されていない側に点滴用の管が挿入されている場合にも、その点滴用の管の邪魔になることなく、その管が挿入されている側の腕に装着することができる。
【００５３】
また、図８の血圧波形表示ルーチンでは、カフ１０の圧迫圧力が所定圧力以上である場合に、圧脈波ＰＷ（ｔ）が異常であると判断され（ＳＢ２）、表示器３４に推定血圧波形ＥＰＷが表示される（ＳＢ８）。従って、カフ１０による圧迫のために圧脈波ＷＰ（ｔ）が異常となっている時には、その異常となっている圧脈波ＰＷ（ｔ）に代えて推定血圧波形ＥＰＷ（ｔ）が確実に表示される。
【００５４】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は他の態様においても適用される。
【００５５】
たとえば、前述の実施例では、光電脈波検出装置６６は、カフ１０が巻回されていない側の腕の指尖部６８に装着されていたが、カフ１０の直接的な下流部位とならない部位であれば、足の指や額など、他の部位に装着されてもよい。
【００５６】
また、前述の実施例では、脈波検出装置として透過型の光電脈波検出装置６６が用いられていたが、反射型の光電脈波検出装置、腕や指先などのインピーダンスを電極を通して検出するインピーダンス脈波センサ、オキシメータ用のプローブなどが脈波検出装置として用いられてもよい。また、カフの圧迫圧力を最低血圧値よりも低い所定の圧力範囲内の圧力（例えば３０ｍｍＨｇ）とすると、カフ内に圧脈波が発生するので、血圧測定用のカフとは別に、その血圧測定用のカフの下流とならない部位（たとえば大腿部）に第２カフを巻回し、その第２カフから得られる圧脈波を検出する形式の脈波検出装置が、前記光電脈波検出装置に代えて用いられてもよい。
【００５７】
また、前述の実施例では、式２の係数は患者毎に決定されていたが、式１の係数に、多数の患者に適合するように予め実験に基づいて決定された一定値が用いられてもよい。
【００５８】
また、前述の実施例では、血圧波形ＰＷと光電脈波ＬＷとの予め設定された関係Ｒとして、ＡＲＸモデルを用いた式５に示す関係を用いていたが、圧脈波ＰＷと光電脈波ＬＷとの間の伝達関数Ｈを用いた式６に関係を用いてもよい。
（式６）  ＥＰＷ（ｔ）＝Ｈ×ＬＷ（ｔ）
式６の伝達関数Ｈは、たとえば、図９に示す血管系をモデル化したＷｉｎｄｋｅｓｓｅｌ  ｍｏｄｅｌに基づいて決定される。図９において、Ｒは粘性抵抗、Ｃはこのモデルにおける血管のコンプライアンス、Ｌは体積と密度との積、Ｑは血液の流量を示している。
【００５９】
また、推定血圧波形ＥＰＷと光電脈波ＬＷとの予め設定された関係として式７および式８の関係が用いられてもよい。すなわち、点の集合として構成される推定血圧波形ＥＰＷにおいて、その各点の振幅成分および時間成分が式７および式８から決定されてもよい。
（式７）  ＡＥＰＷ（ｔ）＝ＡＰＷ（ｔ）×Ａ’
式７において、ＡＥＰＷ（ｔ）は推定血圧波形ＥＰＷの振幅成分、ＡＰＷ（ｔ）は異常となる直前の血圧波形ＰＷの振幅成分、Ａ’は逐次決定される振幅補正係数であって、その異常となる直前の血圧波形ＰＷに対応する光電脈波ＬＷのピーク強度に対する逐次検出される光電脈波ＬＷのピーク強度の比である。
（式８）  ＴＥＰＷ（ｔ）＝ＴＰＷ（ｔ）×Ｔ’
式８において、ＴＥＰＷ（ｔ）は逐次決定される推定血圧波形ＥＰＷの時間成分、ＴＰＷ（ｔ）は異常となる直前の血圧波形ＰＷの時間成分、Ｔ’は時間補正係数であって、その異常となる直前の血圧波形ＰＷに対応する光電脈波ＬＷの周期に対する逐次検出される光電脈波ＬＷの周期の比である。
【００６０】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である血圧波形モニタ装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】図１の実施例の圧脈波検出プローブを一部を切り欠いて説明する拡大図である。
【図３】図１の演算制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図４】図３の最適押圧力決定手段において決定される最適押圧力を説明する図である。
【図５】圧脈波センサの押圧力ＰＨＤＰ  が最適押圧力ＰＨＤＰＯに維持されている状態で、圧脈波センサにより逐次検出される圧脈波ＰＷ（ｔ）の一例を示す図である。
【図６】図３の関係決定手段において決定される対応関係を例示する図である。
【図７】図１の演算制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、圧脈波センサの押圧状態を、最適押圧位置および最適押圧力ＰＨＤＰＯに制御する押圧状態制御ルーチンである。
【図８】図１の演算制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、圧脈波ＰＷ（ｔ）または光電脈波ＬＷ（ｔ）に基づいて血圧波形を連続的に表示する血圧波形表示ルーチンである。
【図９】伝達関数Ｈの決定に用いられる生体モデルを示す図である。
【符号の説明】
８：血圧波形モニタ装置
１０：カフ
３４：表示器
３６：圧脈波検出プローブ（血圧波形連続検出装置）
６６：光電脈波検出装置（脈波検出装置）
９４：カフ血圧測定手段
１００：推定血圧波形決定手段
１０２：波形表示制御手段
【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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