(57)【要約】【課題】  血圧計の測定部に術者等が接触したり患者の体動によって発生するノイズ成分に基づく誤計測を防止するため、血圧の測定値に含まれるノイズ成分を簡便に除去することができ、しかも患者への負担も少なく常に適正な血圧測定を達成することができる非観血血圧計およびこの非観血血圧計による血圧測定におけるノイズ成分除去方法を提供する。【解決手段】  被験者の身体表面に保持させて心拍に同期して得られる脈動成分を検出するカフ１０に対し、それぞれ同一の圧力条件となるように設定した２もしくはそれ以上の独立した構成からなるエアブラダー１２を設けると共に、前記各エアブラダーに対応させてカフ圧波形信号を検出するための２もしくはそれ以上の圧力センサ２２を接続配置し、前記各圧力センサにより検出されたカフ圧波形信号に基づいて、分離マトリクス法および／または適応フィルタを単独もしくは組合せて適用して演算処理し、体動等によるノイズ成分を除去した血圧信号を得る演算処理手段を設けて構成する。【選択図】  図１
2005288002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の身体表面に保持させて心拍に同期して得られる脈動成分を検出するカフに対し、それぞれ同一の圧力条件となるように設定した２もしくはそれ以上の独立した構成からなるエアブラダーを設けると共に、前記各エアブラダーに対応させてカフ圧波形信号を検出するための２もしくはそれ以上の圧力センサを接続配置し、前記各圧力センサにより検出されたカフ圧波形信号に基づいて、分離マトリクス法および／または適応フィルタを単独または組合せて適用して演算処理し、体動等によるノイズ成分を除去した血圧信号を得る演算処理手段を設けたことを特徴とする非観血血圧計。
【請求項２】
２もしくはそれ以上の独立した構成からなるエアブラダーを設けたカフに対し、前記各エアブラダーへ給気するためのエアポンプと、各エアブラダーへの給気および排気を制御するための給排気制御弁を一体的に設け、前記各エアブラダーのカフ圧波形信号をそれぞれ検出する圧力センサを、前記カフより分離した装置本体に設けて、エアホースにより相互に接続構成すると共に、前記エアポンプおよび給排気制御弁を装置本体に設けた制御手段により制御するように構成したことを特徴とする請求項１記載の非観血血圧計。
【請求項３】
２もしくはそれ以上の独立した構成からなるエアブラダーを設けたカフに対し、前記各エアブラダーからの排気を制御するための排気制御弁を一体的に設け、前記各エアブラダーのカフ圧波形信号をそれぞれ検出する圧力センサを、前記カフより分離した装置本体に設けて、エアホースにより相互に接続構成すると共に、前記エアホースを介して前記各エアブラダーへ給気するためのエアポンプと各エアブラダーへの給気を制御するための給気制御弁を前記装置本体に設け、前記エアポンプおよび給気制御弁、排気制御弁を装置本体に設けた制御手段により制御するように構成したことを特徴とする請求項１記載の非観血血圧計。
【請求項４】
２もしくはそれ以上の独立した構成からなるエアブラダーを設けたカフに対し、前記各エアブラダーのカフ圧波形信号をそれぞれ検出する圧力センサを、前記カフより分離した装置本体に設けて、エアホースにより相互に接続構成すると共に、前記エアホースを介して前記各エアブラダーへ給気するためのエアポンプと各エアブラダーへの給気および排気を制御するための給排気制御弁を前記装置本体に設け、前記エアポンプおよび給排気制御弁を装置本体に設けた制御手段により制御するように構成したことを特徴とする請求項１記載の非観血血圧計。
【請求項５】
２もしくはそれ以上の独立した構成からなるエアブラダーを設けたカフに対し、前記各エアブラダーのカフ圧波形信号をそれぞれ検出する圧力センサを、前記カフと一体的に構成配置した装置本体に設けて、エアホースにより相互に接続構成すると共に、前記エアホースを介して前記各エアブラダーへ給気するためのエアポンプと各エアブラダーへの給気および排気を制御するための給排気制御弁を前記装置本体に設け、前記エアポンプおよび給排気制御弁を装置本体に設けた制御手段により制御するように構成したことを特徴とする請求項１記載の非観血血圧計。
【請求項６】
少なくとも２つのエアブラダーを設けたカフと、前記各エアブラダーにそれぞれ接続配置した複数の圧力センサとを設けてなる非観血血圧計において、
第１の圧力センサにより検出される第１のカフ圧信号ＣＣ１と、第２の圧力センサにより検出される第２のカフ圧信号ＣＣ２とを、それぞれオシレーション波形成分ＯＳＣとノイズ成分ＢＭとの関係を次式で表し、
ＣＣ１＝ＯＳＣ１＋ＢＭ１    …(1)
ＣＣ２＝ＯＳＣ２＋ＢＭ２    …(2)
ＢＭ１／ＢＭ２＝ｋ          …(3)
前記式(1),(2),(3) に基づき（ｋは実測値より求めた最適値とする）、次式(4) の関係からノイズ成分ＢＭを除去することを特徴とする非観血血圧計による血圧測定におけるノイズ成分除去方法。
ＣＣ１−ｋ・ＣＣ２＝ＯＳＣ１−ｋ・ＯＳＣ２    …(4)
【請求項７】
請求項１に記載の非観血血圧計において、体動等によるノイズ成分を除去した血圧信号を得る演算処理手段は、請求項６に記載のノイズ成分除去方法を実施する演算処理を行うように構成したことを特徴とする非観血血圧計。
【請求項８】
少なくとも２つのエアブラダーを設けたカフと、前記各エアブラダーにそれぞれ接続配置した複数の圧力センサとを設けてなる非観血血圧計において、
第１の圧力センサにより検出される第１のカフ圧信号ｓ１がノイズ成分ｎ１で汚染されて観測され、第２の圧力センサにより検出される第２のカフ圧信号ｓ２がノイズ成分ｎ２で汚染されて観測されることを想定し、
観測された前記各信号に基づいてノイズ成分ｎ′のみを得ると共に、このノイズ成分ｎ′が前記ノイズ成分ｎ１と相関のあるノイズ成分として、その誤差出力のパワーが最小となるように係数ベクタｈを設定した適応フィルタを使用することにより、適応フィルタの出力信号は汚染されないカフ圧波形信号に収束させて、ノイズ成分を除去することを特徴とする非観血血圧計による血圧測定におけるノイズ成分除去方法。
【請求項９】
請求項１に記載の非観血血圧計において、体動等によるノイズ成分を除去した血圧信号を得る演算処理手段は、請求項８に記載のノイズ成分除去方法を実施する演算処理を行うように構成したことを特徴とする非観血血圧計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の手術中等における急激な血圧変動に対処するために血圧を測定する非観血血圧計に係り、特に血圧計の測定部に術者等が接触したり患者の体動によって発生するノイズ成分に基づく誤測定を防止するため、血圧の測定値に含まれるノイズ成分を簡便に除去することができ、しかも患者への負担も少なく常に適正な血圧測定を達成することができる非観血血圧計およびこの非観血血圧計による血圧測定におけるノイズ成分除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、非観血血圧計として、例えば被験者の収縮期血圧（最高血圧）を測定する装置として、カフを被験者の腕や手首に巻き、収縮期血圧以上の圧力値までカフを加圧することにより動脈を閉塞して血流を阻血した後、圧迫用カフの内部の圧力変動を観察することによって動脈の拍動による振動を検出して、この振動の振幅の変化から収縮期血圧を測定するオシロメトリック法が知られている。
【０００３】
しかるに、このようなカフを用いる血圧測定に際しては、被験者の年齢や体格等に応じてカフの装着部分の面積等が変化するため、被験者に対するカフの装着が不適切であると、誤検出を生じる可能性がある。このような観点から、カフの装着すなわち巻き付けが適正であるか否かを判定することが可能な血圧計が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１における血圧計は、血圧測定部位を圧迫する圧迫用カフを有し、カフ圧力の変化に伴う動脈壁の振動の変化に基づいて、血圧を測定する電子血圧計であって、前記圧迫用カフの任意位置において前記動脈壁の振動を計測する振動検出手段として計測用カフを設け、前記計測用カフにより計測される振動信号からピークを検出するピーク検出手段を設け、さらに前記ピーク検出手段により検出された信号を用いてカフの巻き付け状態を判定する巻き付け状態判定手段を設けた構成が開示されている。
【０００５】
また、カフを用いて連続的に血圧測定を行うことができる血圧計として、血圧変動のみを計測する血圧計においては、脈波の変化量を元に血圧を算出するため、体動等により脈波波形に外乱が載ると、正確な血圧測定ができないという問題がある。このような観点から、心拍に同期する脈動成分から体動によるノイズを分離して、自由行動下でも正確にかつ連続的に血圧測定を可能とする非観血血圧計が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
この特許文献２における非観血血圧計は、(1) 被験者の身体表面に保持され、心拍に同期して得られる脈動成分を検出してアナログ信号として出力する少なくとも２つ以上のセンサと、(2) 前記センサからアナログ信号を入力し、そのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、(3) 前記センサで検出された脈動成分に体動による外乱が含まれており、その外乱を含んだ脈動成分が前記センサで検出されるまでに周波数と位相が線形的に変化して、体動に伴う外乱と外乱を含んでいない心拍に同期した脈動成分とが混ざっていると見做される場合に、前記外乱を含んでいない脈動成分と前記外乱との統計的独立性を利用して、前記外乱を含んだ脈動成分から外乱を分離するための複数の分離マトリクスを計算する分離マトリクス計算手段と、(4) 前記Ａ／Ｄ変換手段で変換されたデジタル信号に前記複数の分離マトリクスを作用させて、前記デジタル信号を、外乱を含まない心拍に同期した脈動成分と外乱を示す体動成分とに分離する信号分離計算手段と、(5)この信号分離計算手段から取り込まれる外乱を含まない心拍に同期した脈動成分を元に、連続的に血圧値を計算する血圧値計算手段とを、有する構成からなるものが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４５８５９号公報
【特許文献２】特開２００１−２０４６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかるに、前記特許文献１に開示される電子血圧計においては、血圧測定部位を圧迫する圧迫用カフに対し、その任意位置において動脈壁の振動を計測する計測用カフを設けて、測定に用いるカフの巻き付けの状態が適正か否かを判定することを可能としたものであり、被験者の体動等によって血圧測定値に含まれるノイズ成分についての対策は全く考慮されていない。
【０００９】
これに対し、前記特許文献２に開示される非観血血圧計においては、被験者の身体表面に保持させて心拍に同期して得られる脈動成分を検出するセンサを、２つ以上設け、これらのセンサによって得られた信号を分離マトリクス計算手段により、体動等による外乱を含んだ脈動成分から外乱を分離すると共に、外乱を含まない心拍に同期した脈動成分と外乱を示す体動成分とに分離する演算処理を行うことによって、前述したノイズ成分の除去を行うことを可能としたものである。しかしながら、この場合、ノイズ（外乱）源が１つであれば、前述した分離マトリクス計算手段によるノイズ（外乱）成分の除去は可能であるが、例えば異なる割合で複数のセンサにより検出されるノイズ成分の除去は困難である。すなわち、前述した複数のセンサは、それぞれ共通の１つのカフ上に設けられるため、各センサによって検出されるカフ圧波形は、相互に干渉し合うために前述した脈動成分と外乱を示す体動成分とを適正に分離することは困難である。
【００１０】
そこで、本発明者等は、種々検討並びに試作を重ねた結果、被験者の身体表面に保持させて心拍に同期して得られる脈動成分を検出するセンサを、２つもしくはそれ以上設けると共に、被験者の身体測定部位に装着するカフに対し、それぞれ同一の圧力条件となるように設定した２つもしくはそれ以上の独立した構成からなるエアブラダー（空気袋）を設けた構成とし、前記各センサをそれぞれ独立したエアブラダーに取り付けて、各センサによりカフ圧波形信号を検出し、検出されたカフ圧波形信号を分離マトリクス法を適用してノイズ成分を適正に除去することができる非観血血圧計が得られることを突き止めた。
【００１１】
すなわち、例えば、被験者の身体表面に装着するカフに対し、２つのエアブラダーと２つのセンサを使用して、それぞれノイズ成分を含む心拍に同期して得られるカフ圧信号を検出する場合において、第１の圧力センサにより検出される第１のカフ圧信号ＣＣ１と、第２の圧力センサにより検出される第２のカフ圧信号ＣＣ２は、次式で表すことができる。
ＣＣ１＝ＯＳＣ１＋ＢＭ１    …(1)
ＣＣ２＝ＯＳＣ２＋ＢＭ２    …(2)
ＢＭ１／ＢＭ２＝ｋ          …(3)
但し、ＯＳＣ１とＯＳＣ２はオシレーション波形、ＢＭ１とＢＭ２はノイズ成分を示し、ｋは実測値より求めた最適値とする。
前記式(1),(2),(3) に基づき、ノイズ成分を消去する。そこで、次式
ＣＣ１−ｋ・ＣＣ２＝ＯＳＣ１−ｋ・ＯＳＣ２    …(4)
の関係から、ノイズ成分（ＢＭ１、ＢＭ２）を除去できることを突き止めた。
【００１２】
また、第１の圧力センサにより検出される第１のカフ圧信号ｓ１がノイズ成分ｎ１で汚染されて観測され、第２の圧力センサにより検出される第２のカフ圧信号ｓ２がノイズ成分ｎ２で汚染されて観測されることを想定し、観測されたそれぞれの信号からノイズ成分ｎ′のみを得ると共に、このノイズ成分ｎ′が前記ノイズ成分ｎ１と相関のあるノイズ成分として、その誤差出力のパワーが最小となるように適応フィルタの係数ベクタｈを設定することにより、適応フィルタの出力信号はノイズ成分で汚染されないカフ圧信号に収束し、その結果ノイズ成分が除去できることを突き止めた。
【００１３】
従って、本発明の目的は、血圧計の測定部に術者等が接触したり患者の体動によって発生するノイズ成分に基づく誤測定を防止するため、血圧の測定値に含まれるノイズ成分を簡便に除去することができ、しかも患者への負担も少なく常に適正な血圧測定を達成することができる非観血血圧計およびこの非観血血圧計による血圧測定におけるノイズ成分除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の非観血血圧計は、被験者の身体表面に保持させて心拍に同期して得られる脈動成分を検出するカフに対し、それぞれ同一の圧力条件となるように設定した２もしくはそれ以上の独立した構成からなるエアブラダーを設けると共に、前記各エアブラダーに対応させてカフ圧波形信号を検出するための２もしくはそれ以上の圧力センサを接続配置し、前記各圧力センサにより検出されたカフ圧波形信号に基づいて、分離マトリクス法および／または適応フィルタを単独もしくは組合せて適用して演算処理し、体動等によるノイズ成分を除去した血圧信号を得る演算処理手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の非観血血圧計は、２もしくはそれ以上の独立した構成からなるエアブラダーを設けたカフに対し、前記各エアブラダーへ給気するためのエアポンプと、各エアブラダーへの給気および排気を制御するための給排気制御弁を一体的に設け、前記各エアブラダーのカフ圧波形信号をそれぞれ検出する圧力センサを、前記カフより分離した装置本体に設けて、エアホースにより相互に接続構成すると共に、前記エアポンプおよび給排気制御弁を装置本体に設けた制御手段により制御するように構成したことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の非観血血圧計は、２もしくはそれ以上の独立した構成からなるエアブラダーを設けたカフに対し、前記各エアブラダーからの排気を制御するための排気制御弁を一体的に設け、前記各エアブラダーのカフ圧波形信号をそれぞれ検出する圧力センサを、前記カフより分離した装置本体に設けて、エアホースにより相互に接続構成すると共に、前記エアホースを介して前記各エアブラダーへ給気するためのエアポンプと各エアブラダーへの給気を制御するための給気制御弁を前記装置本体に設け、前記エアポンプおよび給気制御弁、排気制御弁を装置本体に設けた制御手段により制御するように構成したことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の非観血血圧計は、２もしくはそれ以上の独立した構成からなるエアブラダーを設けたカフに対し、前記各エアブラダーのカフ圧波形信号をそれぞれ検出する圧力センサを、前記カフより分離した装置本体に設けて、エアホースにより相互に接続構成すると共に、前記エアホースを介して前記各エアブラダーへ給気するためのエアポンプと各エアブラダーへの給気および排気を制御するための給排気制御弁を前記装置本体に設け設け、前記エアポンプおよび給排気制御弁を装置本体に設けた制御手段により制御するように構成したことを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項５に記載の非観血血圧計は、２もしくはそれ以上の独立した構成からなるエアブラダーを設けたカフに対し、前記各エアブラダーのカフ圧波形信号をそれぞれ検出する圧力センサを、前記カフと一体的に構成配置した装置本体に設けて、エアホースにより相互に接続構成すると共に、前記エアホースを介して前記各エアブラダーへ給気するためのエアポンプと各エアブラダーへの給気および排気を制御するための給排気制御弁を前記装置本体に設け、前記エアポンプおよび給排気制御弁を装置本体に設けた制御手段により制御するように構成したことを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項６に記載の非観血血圧計による血圧測定におけるノイズ成分除去方法は、少なくとも２つのエアブラダーを設けたカフと、前記各エアブラダーにそれぞれ接続配置した複数の圧力センサとを設けてなる非観血血圧計において、
第１の圧力センサにより検出される第１のカフ圧信号ＣＣ１と、第２の圧力センサにより検出される第２のカフ圧信号ＣＣ２とを、それぞれオシレーション波形成分ＯＳＣとノイズ成分ＢＭとの関係を次式で表し、
ＣＣ１＝ＯＳＣ１＋ＢＭ１    …(1)
ＣＣ２＝ＯＳＣ２＋ＢＭ２    …(2)
ＢＭ１／ＢＭ２＝ｋ          …(3)
前記式(1),(2),(3) に基づき（ｋは実測値より求めた最適値とする）、次式(4) の関係からノイズ成分ＢＭを除去することを特徴とする。
ＣＣ１−ｋ・ＣＣ２＝ＯＳＣ１−ｋ・ＯＳＣ２    …(4)
【００２０】
本発明の請求項７に記載の非観血血圧計は、請求項１に記載の非観血血圧計において、体動等によるノイズ成分を除去した血圧信号を得る演算処理手段は、請求項６に記載のノイズ成分除去方法を実施する演算処理を行うように構成したことを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る請求項８に記載の非観血血圧計による血圧測定におけるノイズ成分除去方法は、少なくとも２つのエアブラダーを設けたカフと、前記各エアブラダーにそれぞれ接続配置した複数の圧力センサとを設けてなる非観血血圧計において、
第１の圧力センサにより検出される第１のカフ圧信号ｓ１がノイズ成分ｎ１で汚染されて観測され、第２の圧力センサにより検出される第２のカフ圧信号ｓ２がノイズ成分ｎ２で汚染されて観測されることを想定し、
観測された前記各信号に基づいてノイズ成分ｎ′のみを得ると共に、このノイズ成分ｎ′が前記ノイズ成分ｎ１と相関のあるノイズ成分として、その誤差出力のパワーが最小となるように係数ベクタｈを設定した適応フィルタを使用することにより、適応フィルタの出力信号は汚染されないカフ圧波形信号に収束させて、ノイズ成分を除去することを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項９に記載の非観血血圧計は、請求項１に記載の非観血血圧計において、体動等によるノイズ成分を除去した血圧信号を得る演算処理手段は、請求項８に記載のノイズ成分除去方法を実施する演算処理を行うように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の請求項１ないし５に記載の非観血血圧計によれば、非観血血圧測定における体動等によるノイズの影響を軽減して、より正確な非観血血圧測定を簡便に行うことができる。特に、本発明の非観血血圧計においては、エアブラダーが２つ以上設けられるが、外観上は従来のエアブラダーが１つのカフと同じであり、被測定者や測定者の負担が増大することはない。また、本発明の非観血血圧計によれば、ＩＣＵや小児、新生児等、動きを制止することができない被測定者でも、体動の影響を軽減し、非観血血圧測定を適正に行うことができる。
【００２４】
また、本発明の請求項６に記載の非観血血圧計による血圧測定におけるノイズ成分除去方法によれば、それぞれのエアブラダーにより得られた検出信号成分の比を求め、ノイズが無い時は比が１となり、従来と同等の処理により非観血血圧を求めることができる。一方、この比が１でなくなった時には、体動等によるノイズが混入していることが示され、脈波成分とノイズ成分との分離が円滑に行われて、脈波成分の適正な抽出を容易に達成することができる。
【００２５】
本発明の請求項７に記載の非観血血圧計によれば、比較的簡単な構成により、適正かつ簡便なノイズ成分の除去を行うことができる非観血血圧計を得ることができる。
【００２６】
さらに、本発明の請求項８に記載の非観血血圧計による血圧測定におけるノイズ成分除去方法によれば、適応フィルタの使用により、比較的簡便な演算処理によって、ノイズ成分を除去した脈波成分の適正な抽出を容易に達成することができる。
【００２７】
本発明の請求項９に記載の非観血血圧計によれば、より簡単な構成により、適正かつ簡便なノイズ成分の除去を行うことができる非観血血圧計を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明に係る非観血血圧計およびこの非観血血圧計による血圧測定におけるノイズ成分除去方法の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２９】
［非観血血圧計の構成例１］
図１ないし図３は、本発明に係る非観血血圧計の一構成例を示し、図１は非観血血圧計の概略ブロック構成図、図２は非観血血圧計の被験者に対する装着状態を示す概略構成説明図、図３は非観血血圧計の制御系統を示す概略ブロック結線図であって、参照符号１０は非観血血圧計のカフを示すと共に、参照符号２０は非観血血圧計の装置本体を示す。
【００３０】
本構成例の非観血血圧計において、前記カフ１０は、互いに独立した構成からなる第１のエアブラダー１２Ａおよび第２のエアブラダー１２Ｂを備えると共に、これらのエアブラダー１２Ａ、１２Ｂに対して同時にエアポンプ１４からの給気と外部への排気との制御を行う給排気制御弁１６を備えた構成からなる。これに対し、前記装置本体２０においては、前記各エアブラダー１２Ａ、１２Ｂとエアホース１３Ａ、１３Ｂを介してそれぞれ連通接続され、各エアブラダー１２Ａ、１２Ｂにおいて発生する圧力変動を検出するための第１の圧力センサ２２Ａおよび第２の圧力センサ２２Ｂが設けられている（図１および図２参照）。
【００３１】
しかるに、本構成例の非観血血圧計は、装置本体２０において、前記第１の圧力センサ２２Ａおよび第２の圧力センサ２２Ｂによって検出される圧力波形信号を、それぞれＡ／Ｄ変換器２４Ａ、２４Ｂによりデジタル信号に変換して、ＣＰＵ２６に入力するように構成される。また、前記エアポンプ１４および給排気制御弁１６に対しては、血圧測定の制御を行うための制御信号をＣＰＵ２６からそれぞれ出力すると共に、これらの制御信号をＤ／Ａ変換器２８によりアナログ信号に変換し、制御ライン２９ａ、２９ｂを介して前記エアポンプ１４および給排気制御弁１６に伝達し、それぞれ血圧測定のための制御を行うように構成される（図３参照）。
【００３２】
この場合、前記ＣＰＵ２６による、前記エアポンプ１４および給排気制御弁１６に対して、前記ＣＰＵ２６による血圧測定の制御を行うための制御信号として、非測定時および測定（加圧時および減圧時）に際しての操作条件は、図１３の（ａ）に示すように設定される。すなわち、前記制御弁の開閉は、３方とも「Ｏｐｅｎ」、もしくは３方とも「Ｃｌｏｓｅ」で制御し、「Ｃｏｎｔｒｏｌ」の時には、それぞれフィードバック制御等によりエアブラダー１２Ａ、１２Ｂ間の圧力が等しくなるように制御する。
【００３３】
また、前記ＣＰＵ２６においては、前記Ａ／Ｄ変換器２４Ａ、２４Ｂを介して入力される第１の圧力センサ２２Ａおよび第２の圧力センサ２２Ｂによって検出される圧力波形信号に基づいて、後述するノイズ成分を除去するための演算制御を行うように構成される。そして、このＣＰＵ２６に対しては、ノイズ成分の除去操作に伴う圧力波形信号等を表示するための表示手段３０および制御操作を行うためのスイッチ手段３２がそれぞれ設けられる。
【００３４】
［非観血血圧計の構成例２］
図４ないし図６は、本発明に係る非観血血圧計の別の構成例を示すものであって、図４は非観血血圧計の概略ブロック構成図、図５は非観血血圧計の被験者に対する装着状態を示す概略構成説明図、図６は非観血血圧計の制御系統を示す概略ブロック結線図である。なお、説明の便宜上、前述した構成例と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３５】
すなわち、本構成例の非観血血圧計において、前記カフ１０は、互いに独立した構成からなる第１のエアブラダー１２Ａおよび第２のエアブラダー１２Ｂを備えると共に、これらのエアブラダー１２Ａ、１２Ｂに対して同時に排気制御を行う排気制御弁１５Ｂを備えた構成からなる。これに対し、前記装置本体２０においては、前記各エアブラダー１２Ａ、１２Ｂとエアホース１３Ａ、１３Ｂを介してそれぞれ連通接続され、各エアブラダー１２Ａ、１２Ｂにおいて発生する圧力変動を検出するための第１の圧力センサ２２Ａおよび第２の圧力センサ２２Ｂを設けると共に、前記エアブラダー１２Ａ、１２Ｂに対し、前記エアホース１３Ａ、１３Ｂを介して同時にエアポンプ１４からの給気制御を行う給気制御弁１５Ａを備えた構成からなる（図４および図５参照）。
【００３６】
しかるに、本構成例の非観血血圧計は、装置本体２０において、前記第１の圧力センサ２２Ａおよび第２の圧力センサ２２Ｂによって検出される圧力波形信号を、それぞれＡ／Ｄ変換器２４Ａ、２４Ｂによりデジタル信号に変換して、ＣＰＵ２６に入力するように構成される。また、前記エアポンプ１４および給気制御弁１５Ａ、排気制御弁１５Ｂに対しては、血圧測定の制御を行うための制御信号をＣＰＵ２６からそれぞれ出力すると共に、これらの制御信号をＤ／Ａ変換器２８によりアナログ信号に変換し、制御ライン２９ａ、２９ｂ、２９ｃを介して前記エアポンプ１４および給気制御弁２５Ａ、排気制御弁１５Ｂに伝達し、それぞれ血圧測定のための制御を行うように構成される（図６参照）。この場合、前記ＣＰＵ２６による、前記エアポンプ１４および給気制御弁１５Ａ、排気制御弁１５Ｂに対して、前記ＣＰＵ２６による血圧測定の制御を行うための制御信号として、非測定時および測定（加圧時および減圧時）に際しての操作条件は、図１３の（ｂ）に示すように設定され、その操作内容は前述した通りである。その他の構成は、図１ないし図３に示す構成例と同じである。
【００３７】
［非観血血圧計の構成例３］
図７ないし図９は、本発明に係る非観血血圧計のさらに別の構成例を示すものであって、図７は非観血血圧計の概略ブロック構成図、図８は非観血血圧計の被験者に対する装着状態を示す概略構成説明図、図９は非観血血圧計の制御系統を示す概略ブロック結線図である。なお、説明の便宜上、前述した構成例と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３８】
すなわち、本構成例の非観血血圧計において、前記カフ１０は、互いに独立した構成からなる第１のエアブラダー１２Ａおよび第２のエアブラダー１２Ｂを備えた構成からなる。これに対し、前記装置本体２０においては、前記各エアブラダー１２Ａ、１２Ｂとエアホース１３Ａ、１３Ｂを介してそれぞれ連通接続され、各エアブラダー１２Ａ、１２Ｂにおいて発生する圧力変動を検出するための第１の圧力センサ２２Ａおよび第２の圧力センサ２２Ｂを設けると共に、前記エアブラダー１２Ａ、１２Ｂに対し、前記エアホース１３Ａ、１３Ｂを介して同時にエアポンプ１４からの給気と排気とを行う給排気制御弁１７を備えた構成からなる（図７および図８参照）。
【００３９】
しかるに、本構成例の非観血血圧計は、装置本体２０において、前記第１の圧力センサ２２Ａおよび第２の圧力センサ２２Ｂによって検出される圧力波形信号を、それぞれＡ／Ｄ変換器２４Ａ、２４Ｂによりデジタル信号に変換して、ＣＰＵ２６に入力するように構成される。また、前記エアポンプ１４および給排気制御弁１７に対しては、血圧測定の制御を行うための制御信号をＣＰＵ２６からそれぞれ出力すると共に、これらの制御信号をＤ／Ａ変換器２８によりアナログ信号に変換し、制御ライン２９ａ、２９ｂを介して前記エアポンプ１４および給排気制御弁１７に伝達し、それぞれ血圧測定のための制御を行うように構成される（図９参照）。この場合、前記ＣＰＵ２６による、前記エアポンプ１４および給排気制御弁１７に対して、前記ＣＰＵ２６による血圧測定の制御を行うための制御信号として、非測定時および測定（加圧時および減圧時）に際しての操作条件は、図１３の（ｃ）に示すように設定され、その操作内容は前述した通りである。その他の構成は、図１ないし図３に示す構成例と同じである。
【００４０】
［非観血血圧計の構成例４］
図１０ないし図１２は、本発明に係る非観血血圧計の他の構成例を示すものであって、図１０は非観血血圧計の概略ブロック構成図、図１１は非観血血圧計の被験者に対する装着状態を示す概略構成説明図、図１２は非観血血圧計の制御系統を示す概略ブロック結線図である。なお、説明の便宜上、前述した構成例と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４１】
すなわち、本構成例の非観血血圧計において、前記カフ１０は、互いに独立した構成からなる第１のエアブラダー１２Ａおよび第２のエアブラダー１２Ｂを備えた構成からなる。これに対し、前記装置本体２０は、前記カフ１０と一体的に設けた構成からなる。従って、前記装置本体２０においては、前記各エアブラダー１２Ａ、１２Ｂとエアホース１３Ａ、１３Ｂを介してそれぞれ連通接続され、各エアブラダー１２Ａ、１２Ｂにおいて発生する圧力変動を検出するための第１の圧力センサ２２Ａおよび第２の圧力センサ２２Ｂを設けると共に、前記エアブラダー１２Ａ、１２Ｂに対し、前記エアホース１３Ａ、１３Ｂを介して同時にエアポンプ１４からの給気と排気とを行う給排気制御弁１８を備えた構成からなる（図１０および図１１参照）。
【００４２】
しかるに、本構成例の非観血血圧計は、装置本体２０において、前記第１の圧力センサ２２Ａおよび第２の圧力センサ２２Ｂによって検出される圧力波形信号を、それぞれＡ／Ｄ変換器２４Ａ、２４Ｂによりデジタル信号に変換して、ＣＰＵ２６に入力するように構成される。また、前記エアポンプ１４および給排気制御弁１８に対しては、血圧測定の制御を行うための制御信号をＣＰＵ２６からそれぞれ出力すると共に、これらの制御信号をＤ／Ａ変換器２８によりアナログ信号に変換し、制御ライン２９ａ、２９ｂを介して前記エアポンプ１４および給排気制御弁１８に伝達し、それぞれ血圧測定のための制御を行うように構成される（図１２参照）。この場合、前記ＣＰＵ２６による、前記エアポンプ１４および給排気制御弁１８に対して、前記ＣＰＵ２６による血圧測定の制御を行うための制御信号として、非測定時および測定（加圧時および減圧時）に際しての操作条件は、図１３の（ｄ）に示すように設定され、その操作内容は前述した通りである。その他の構成は、図１ないし図３に示す構成例と同じである。
【００４３】
次に、前記各構成からなる非観血血圧計において、血圧測定に際し体動等によるノイズ成分の除去を行う場合のＣＰＵ２６による制御方法について説明する。
【００４４】
［ノイズ成分の除去方法１］
例えば、被験者の身体表面に装着するカフ１０に対し、２つのエアブラダー１２Ａ、１２Ｂと、これらのエアブラダー１２Ａ、１２Ｂに対応する２つの圧力センサ２２Ａ、２２Ｂを使用して、それぞれノイズ成分を含む心拍に同期して得られるカフ圧波形信号を検出する場合において、第１の圧力センサ２２Ａにより検出される第１のカフ圧波形信号ＣＣ１と、第２の圧力センサ２２Ｂにより検出される第２のカフ圧波形信号ＣＣ２は、次式で表すことができる。
【００４５】
ＣＣ１＝ＯＳＣ１＋ＢＭ１    …(1)
ＣＣ２＝ＯＳＣ２＋ＢＭ２    …(2)
ＢＭ１／ＢＭ２＝ｋ          …(3)
但し、ＯＳＣ１とＯＳＣ２はオシレーション波形、ＢＭ１とＢＭ２はノイズ源を示し、ｋはノイズ係数であって実測値より求めた最適値とする。
【００４６】
前記式(1),(2),(3) に基づき、カフに設定したエアブラダーの条件設定から、ノイズ成分（ＢＭ１、ＢＭ２）を消去するには、ＣＣ１−ｋ・ＣＣ２の関係が得られる。従って、次式(4) の関係から、前記ノイズ係数ｋの最適値を決定することにより、ノイズ成分（ＢＭ１、ＢＭ２）を除去することができる。
【００４７】
ＣＣ１−ｋ・ＣＣ２＝ＯＳＣ１−ｋ・ＯＳＣ２    …(4)
【００４８】
そこで、前述した構成例からなる本発明の非観血血圧計により、前記ノイズ成分の除去方法１を使用した場合における、カフ圧波形およびオシレーション波形を観測したところ、図１４の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すような結果が得られた。すなわち、図１４の（ａ）は、ノイズ成分の除去処理前の信号波形図を示すものであって、第１のエアブラダー１２Ａおよび第２のエアブラダー１２Ｂにそれぞれ作用する圧力信号Ｐ１およびＰ２の波形を示し、図１４の（ｂ）は、ノイズ成分の除去処理前の前記圧力信号Ｐ１およびＰ２に対応して第１の圧力センサ２２Ａおよび第２の圧力センサ２２Ｂにより検出されたそれぞれノイズ成分を含む第１のオシレーション信号ＣＣ１および第２のオシレーション信号ＣＣ２の波形を示す。そして、図１４の（ｃ）は、ノイズ成分の除去処理後の信号波形図を示すものであって、前記オシレーション信号ＣＣ１、ＣＣ２からそれぞれ分離されたノイズ成分信号ＢＭとオシレーション信号成分ＯＳＣの波形を示す。従って、図１４の（ｃ）によれば、ノイズ成分信号ＢＭが適正に除去されたオシレーション信号成分ＯＳＣが得られることが確認される。
【００４９】
［ノイズ成分除去方法２］
また、第１の圧力センサ２２Ａにより検出される第１のオシレーション信号ｓ１がノイズ成分ｎ１で汚染され、第２の圧力センサ２２Ｂにより検出される第２のオシレーション信号ｓ２がノイズ成分ｎ２で汚染されてそれぞれ観測されることを想定し、図１５に示す分離マトリクス演算器４２および適応フィルタ可調整係数演算器４０を使用した演算回路を使用して、ノイズ成分の除去処理を行うように構成する。
【００５０】
まず、観測された第１のカフ圧信号ｓ１＋ｎ１と第２のカフ圧信号ｓ２＋ｎ２を分離マトリクス演算器４２に入力して、ノイズ成分ｎ′のみを得る。そこで、前記ノイズ成分ｎ′を、フィルタ係数が所要の係数ベクタｈで設定された適応フィルタ可調整係数演算器４０を介して、適応フィルタ出力演算器４４より出力することにより、ノイズ成分を除去したオシレーション信号成分を得ることができる。すなわち、前記適応フィルタ可調整係数演算器４０においては、所望信号と出力信号の誤差ｅのパワーが最小となるように前記係数ベクタｈを設定することにより、前記ノイズ成分ｎ′と相関の強いノイズ成分が除去されて、所望のオシレーション信号成分を得ることができる（図１６参照）。
【００５１】
そこで、前記ノイズ成分の除去方法２を使用した場合における、カフ圧波形について観測したところ、図１６の（ａ）ないし（ｃ）、図１７の（ａ）、（ｂ）および図１８に示すような結果が得られた。すなわち、図１６の（ａ）ないし（ｃ）、図１７の（ａ）、（ｂ）は、ノイズ成分の除去処理前の信号波形図を示すものであって、図１６の（ａ）は生体の拍動として疑似設定した疑似生体信号ｓ〔＝ sin（２π×ｋ×０．００２）〕、（ｂ）は疑似ノイズ成分ｎ１〔＝ sin（２π×ｋ×０．００４）〕、（ｃ）は疑似ノイズ成分ｎ２〔＝ sin（２π×ｋ×０．００８）〕の各波形を示す（但し、ｋ＝0,1,2,…1000）。また、図１７の（ａ）は第１の圧力センサ２２Ａにより検出されたカフ圧波形信号ｘ１〔＝ｓ＋ａｎ１＋ｂｎ２〕、（ｂ）は第２の圧力センサ２２Ｂにより検出されたカフ圧波形信号ｘ２〔＝ｓ＋ｃｎ１＋ｄｎ２〕の波形をそれぞれ示す（但し、ａ＝ 0.7ｃ，ｂ＝ 0.5ｄの場合）。
【００５２】
そして、図１８は、ノイズ成分の除去処理後の信号波形図を示すものであって、第１の圧力センサ２２Ａにより検出されたカフ圧波形信号ｘ１に対して、適応フィルタ可調整係数演算器４０によりノイズ成分が除去された血圧信号成分ｓ′が次第に疑似生体信号ｓに収束していき、ノイズ成分ｎ１が除去されることが確認できる。
【００５３】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前述した非観血血圧計の構成例に限定されることなく、例えばカフに設定するエアブラダーを２以上の複数設けると共に、これに対応する圧力センサも２以上の複数設けることが可能であり、またこれに伴うエアポンプおよびその給排気制御弁の設置およびその制御手段について適宜設計変更を行うこと、その他本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る非観血血圧計の一構成例を示す概略ブロック構成図である。
【図２】図１に示す非観血血圧計の被験者に対する装着状態を示す概略構成説明図である。
【図３】図１に示す非観血血圧計の制御系統を示す概略ブロック結線図である。
【図４】本発明に係る非観血血圧計の別の構成例を示す概略ブロック構成図である。
【図５】図４に示す非観血血圧計の被験者に対する装着状態を示す概略構成説明図である。
【図６】図４に示す非観血血圧計の制御系統を示す概略ブロック結線図である。
【図７】本発明に係る非観血血圧計のさらに別の構成例を示す概略ブロック構成図である。
【図８】図７に示す非観血血圧計の被験者に対する装着状態を示す概略構成説明図である。
【図９】図７に示す非観血血圧計の制御系統を示す概略ブロック結線図である。
【図１０】本発明に係る非観血血圧計の他の構成例を示す概略ブロック構成図である。
【図１１】図１０に示す非観血血圧計の被験者に対する装着状態を示す概略構成説明図である。
【図１２】図１０に示す非観血血圧計の制御系統を示す概略ブロック結線図である。
【図１３】本発明に係る非観血血圧計による血圧測定に際してのポンプとその給気および排気を行う制御弁の制御操作状態を示す工程表であって、（ａ）は図１に示す非観血血圧計の工程表、（ｂ）は図４に示す非観血血圧計の工程表、（ｃ）は図７に示す非観血血圧計の工程表、（ｄ）は図１０に示す非観血血圧計の工程表である。
【図１４】本発明に係る非観血血圧計による血圧測定におけるノイズ成分除去方法の一実施例によるノイズ成分除去の処理状態を示す波形図であって、（ａ）および（ｂ）はノイズ成分除去処理前における測定信号波形図、（ｃ）はノイズ成分除去処理後における信号波形図である。
【図１５】本発明に係る非観血血圧計による血圧測定におけるノイズ成分除去方法の別の実施例によるノイズ成分除去の処理状態を示す信号処理系統図である。
【図１６】図１５に示す信号処理系統によりノイズ成分除去の処理における入力信号を示す波形図であって、（ａ）は疑似生体信号ｓの波形図、（ｂ）は疑似ノイズ成分ｎ１の波形図、（ｃ）は疑似ノイズ成分ｎ２の波形図、
【図１７】図１５に示す信号処理系統によりノイズ成分除去の処理における入力信号を示す波形図であって、（ａ）は観測信号ｘ１の波形図、（ｂ）は観測信号ｘ２の波形図である。
【図１８】図１５に示す信号処理系統により図１６および図１７に示す入力信号に基づくノイズ成分除去処理後における出力信号を示す波形図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  非観血血圧計のカフ
１２Ａ、１２Ｂ  エアブラダー
１３Ａ、１３Ｂ  エアホース
１４  エアポンプ
１５Ａ  給気制御弁
１５Ｂ  排気制御弁
１６  給排気制御弁
１７  給排気制御弁
１８  給排気制御弁
２０  非観血血圧計の装置本体
２２Ａ、２２Ｂ  圧力センサ
２４Ａ、２４Ｂ  Ａ／Ｄ変換器
２６  ＣＰＵ
２８  Ｄ／Ａ変換器
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ  制御ライン
３０  表示手段
３２  スイッチ手段
４０  適応フィルタ可調整係数演算器
４２  分離マトリクス演算器
４４  適応フィルタ出力演算器
【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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【図１８】
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