(57)【要約】【課題】常態時とは異なる特殊状況下においても正確に最高血圧、最低血圧を検出することができる血圧検出装置を提供すること。【解決手段】歪みセンサ1を設けた脈波検出手段21を備える血圧検出装置10について、１）検出する脈波の最大振幅をその目標値にまで自動調整し(S61)、２）脈波の周期に基づいて脈波の最大振幅発生時を挟む所定時間を限定して脈波を検出し(S62)、３）脈波の周波数に応じて押圧手段の減圧速度を調整し(S63)、４）複数個のノッチ消滅脈波に基づいて最低血圧を決定する(S64)こととした。【選択図】図６
2007260040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪みセンサを設けた脈波検出手段と、
生体を押圧して血管を圧迫するとともにその圧迫圧力を漸減可能とした押圧手段と、
動脈閉塞時から徐々に動脈を開放する過程において該脈波検出手段から得た脈波に基づいて最高血圧、最低血圧を検出する血圧検出手段と、を備える血圧検出装置において、
最高血圧、最低血圧検出精度の低下を防ぐ調整手段を設けることを特徴とする血圧検出装置。
【請求項２】
調整手段が、検出する脈波の最大振幅をその目標値にまで自動調整する脈波調整手段である請求項１記載の血圧検出装置。
【請求項３】
脈波調整手段が、目標値を超えるまで脈波を増幅し、該目標値に基づいて設定した閾値以下のノイズを除去した後、該目標値以下に脈波を減衰するものである請求項２記載の血圧検出装置。
【請求項４】
調整手段が脈波の周期に基づいて脈波の最大振幅発生時を挟む所定時間を限定して脈波を検出するゲート手段である請求項１記載の血圧検出装置。
【請求項５】
調整手段が脈波の周波数に応じて押圧手段の減圧速度を調整する減圧速度調整手段である請求項１記載の血圧検出装置。
【請求項６】
調整手段が、脈波ごとに最高最低血圧決定のためのノッチの有無を判断し、複数個のノッチ消滅脈波に基づいて最低血圧を決定する最低血圧決定手段である請求項１記載の血圧検出装置。
【請求項７】
調整手段が請求項２〜請求項６に記した調整手段の少なくとも２以上の組み合わせである請求項１記載の血圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の動脈を伝達する脈波から最高血圧と最低血圧を検出する血圧検出装置に関し、特に、運動負荷時や重篤状態時などの特殊状況下での最高血圧と最低血圧を検出する血圧検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非侵襲的に正確に血圧を測定するには、医師による聴診法によるのが一般的である。聴診法は血管を圧迫して血流をストップさせた状態から血管を開放し、血流が流れる過程において発生、消滅するコロトコフ音（Korotkoff  sound）を聴診器を用いて実際に聞き取ることで行なう。より具体的には、まず上腕にカフを巻回して最高血圧を超えるカフ圧で血管を圧迫し、上腕動脈の血流を完全に閉塞する。その後、カフ内の空気を徐々に放出しカフによる上腕の圧迫圧を漸減すると、カフ圧が最高血圧を下回る時点で血流が再開し始め、拍動に伴って断続的に血液が流れる。このときに発生する音がコロトコフ音である。そして、さらに減圧（降圧）を続け、最低血圧を下回ると、上腕動脈は全開口して定常流が流れコロトコフ音も消失する。この現象を利用して、カフ装着箇所の末梢側で上腕動脈拍動部上に当てた聴診器で、コロトコフ音の発生、消滅を聞き取り、コロトコフ音の発生時の圧力を最高血圧、コロトコフ音の消滅時の圧力を最低血圧として判定するのである。
【０００３】
しかしながら、聴診法で利用するコロトコフ音は、被験者個人の特性、例えば腕の太さ、心臓の強弱、不整脈の有無、心不全の有無、異常血圧低下の有無などや、測定条件、例えば聴診器の押圧力の相違などによって変化し、常に良好なコロトコフ音が得られるとは限らない。また人間の耳で判別するため、医師の経験やくせにも依存するという欠点がある。そのため、コロトコフ音の発生を機器で認識させるべく音を電気信号に変換して自動測定を行う方法も考えられているが、コロトコフ音とノイズの区別が困難で検出精度が必ずしも良くはなかった。
【０００４】
一方、血圧の自動検出法としてオシロメトリ法がある。オシロメトリ法もカフで動脈を圧迫して減圧する過程において脈波を検出し、脈波振幅の最大値とカフ圧に基づき血圧を決定する方法である。得られた脈波から、例えば脈波振幅の最大値を平均血圧とし、統計的手法により決定された所定の高カフ圧を最高血圧、所定の低カフ圧を最低血圧として判定する。
【０００５】
しかしながら、オシロメトリ法では平常時の一般的な事例の解析に基づく統計的手法の結果として最高血圧、最低血圧を決定しているのであって、明確な根拠が無く、個人差、環境の相違によって測定値にばらつきが大きいため信頼性の低い方法であった。
【０００６】
これらの方法について、例えば聴診法については特開平５−１４６４１４号公報に（特許文献１）、オシロメトリ法については特開平５−３８３３２号公報（特許文献２）に記載されている。
【０００７】
聴診法やオシロメトリ法による血圧検出法とは異なる尺度に基づくことでより正確に最高血圧と最低血圧を得ることを目的として、本発明者は歪みセンサを用いた血圧検出装置を提案している（特願２００５−１０２０４８）。この方法について概略を説明すると次の通りである。まず、上腕にカフを巻回し最高血圧を超えるカフ圧で血管を圧迫し、上腕動脈を完全に閉塞してしてからカフ圧を漸減する。この過程において、聴診法では聴診器で音を検出し、オシロメトリ法ではカフ内圧を示すカフ圧信号から、そこに重畳されている脈波信号を分離して検出している。しかし、この歪センサを用いた血圧検出装置では脈波の発生に由来する圧力信号を、カフ圧検出とは別の歪みセンサで直接的に検出し電気信号に変換する。そして、脈波の波形を分析し、それまでの脈波に見られない負のノッチ（陰性スパイク；以後簡単に「ノッチ」という）が始めて表れる脈波が得られた時点のカフ圧を最高血圧と判定し、前記ノッチが消失した脈波が得られた時点のカフ圧を最低血圧と判定するものである。
【０００８】
この血圧検出装置で用いる歪みセンサ１は、図１で示すように、直径約１０ｍｍ〜５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の円柱状またはハット状の外形をした圧力トランスジューサ２と図外の増幅器に接続するミニディンプラグ３を備えた簡単な構造でなり、半導体ストレンゲージや金属ストレンゲージなどのゲージ４を備えた圧力トランスジューサ２が、生体からの圧力（動脈圧）を受けると、ゲージ４の抵抗変化を利用して圧電変換するものである。
【０００９】
歪みセンサ１は、その先端を人体の脈打つ部分にテープ等で止めたり（図示せず）、図２で示すように、カフ５の一部に取り付けて、図３で示すように、上腕６の拍動部に歪みセンサ１の圧力トランスジューサ２を当てた状態でカフ５を上腕６に巻回して用いる。
【００１０】
歪みセンサ１で得られる脈波は、平常時（常態）において、例えば図４で示すように心拍に連動して最大振幅を有するものとして得られる。図中のＡで示す脈波において、それ以前の脈波で表れていなかったノッチが始めて表れることから、この脈波が検出された際のカフ圧を最高血圧として決定する。また、図中のＢで示す脈波において、それ以前の脈波で表れていたノッチが始めて消失することから、この脈波が検出された際のカフ圧を最低血圧として決定する。
【００１１】
こうしてノッチの有無によって最高最低血圧が検出できるのは、カフ圧によって閉塞されていた動脈から、血流が最高血圧時にはじめてパルス状に流れるので、それがノッチとなって表れるからであり、最低血圧時にはカフ圧によって閉塞されていた動脈が全開するため、抵抗無く血流が流れるからである。
【００１２】
この血圧検出装置は、脈派形におけるノッチの出現、消滅をもって最高血圧と最低血圧を検出するものであるため、脈派の最高点や最低点の値を求める必要がなく、動脈からの圧力の絶対値を得る必要がないなどの利点がある。また、最高血圧、最低血圧の判定に医学的な根拠があり信頼性が高い。
【特許文献１】特開平５−１４６４１４号公報
【特許文献２】特開平５−３８３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、昨今においては常態の血圧を測定する場合にとどまらず、様々な状況下で血圧検出を行うニーズが高まっている。例えば、病の原因が心疾患によるものなのか他の疾患によるものかを判断するため、トレッドミルやエルゴメータで運動をしながら血圧を測定し心機能を検査することが行われている。また、身体異常状態下であってショックなどで５０ｍｍＨｇ以下の異常低血圧となった時や心拍出力が弱い時などにおいては正確な血圧検出が要求される。
【００１４】
こうした状況下では、聴診器で血圧を測定する方法は、常に医師が帯同する必要があり、現実的な方法といえるものではないし、オシロメトリ法では、平常時の一般的な症例を基礎としてプログラムを組んでいるため、運動負荷時や、５０ｍｍＨｇ以下の異常低血圧時、心拍出力が弱い時などの特殊状況下での計測には全く対応できなかった。
【００１５】
一方、本発明者が開発した歪みセンサを用いた血圧検出装置では、聴診法やオシロメトリ法でみられる欠点が無く、特殊状況下においても血圧検出が可能である。しかしながら、運動を行いながら血圧検出を行うと、脈波信号にノイズが多く含まれるようになるし、運動の種類によっては歪みセンサを脈の捉えにくい場所に置く必要も生じ、最高血圧、最低血圧の検出がし難い場合がある。
【００１６】
そこで本発明は、常態時においてはより正確に最高血圧、最低血圧を検出でき、常態時とは異なる特殊状況下においても正確に最高血圧、最低血圧を検出することができる血圧検出装置を得ることを目的としてなされたものである。より具体的には、脈波の最大振幅、周期、周波数が常態とは変化するような場合においても、正確に最高血圧、最低血圧を得ることができる血圧検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明は、歪みセンサを設けた脈波検出手段と、生体を押圧して血管を圧迫するとともにその圧迫圧力を漸減可能とした押圧手段と、動脈閉塞時から徐々に動脈を開放する過程において該脈波検出手段から得た脈波に基づいて最高血圧、最低血圧を検出する血圧検出手段と、を備える血圧検出装置について、最高血圧、最低血圧検出精度の低下を防ぐ調整手段を設けることを特徴とする血圧検出装置を提供する。
【００１８】
歪みセンサを設けた脈波検出手段と、生体を押圧して血管を圧迫するとともにその圧迫圧力を漸減可能とした押圧手段と、動脈閉塞時から徐々に動脈を開放する過程において該脈波検出手段から得た脈波に基づいて最高血圧、最低血圧を検出する血圧検出手段と、を備える血圧検出装置について、最高血圧、最低血圧検出精度の低下を防ぐ調整手段を設けたため、常態時において、より正確に最高血圧、最低血圧を検出することができ、また、心拍数や血流が増大しノイズも増える運動負荷時や、心拍数や血流が減少する重篤状態時などの特殊状況下においても正確に最高血圧、最低血圧を検出することができる。
【００１９】
そして、この調整手段を脈波の最大振幅、周期、周波数の少なくとも何れかに基づいて調整するものとすれば、脈波の特徴に応じてより効果的に最高血圧、最低血圧を検出することができる。特に、脈波検出手段に歪みセンサを設けたものであるので心拍に同期して発生する脈波の波形から、ノッチの発生時をもって最高血圧とし、ノッチの消滅をもって最低血圧とすることができるため、このノッチの発生、消滅箇所だけに着目した脈波の検出を行うことができる。また、血流量が多く脈波の振幅や波幅が大きいときや、心拍が弱まり脈波の振幅や波幅が小さいとき、あるいは、脈動する位置に歪みセンサを設置できないとき、突発的なノイズを含むとき、などにおいても的確にノイズを除去し、ノッチの発生、消滅を検出することができる。
【００２０】
より具体的には、前記調整手段については、検出する脈波の最大振幅をその目標値にまで自動調整する脈波調整手段とすることができる。検出する脈波の最大振幅をその目標値にまで自動調整することとしたので、歪みセンサで得られる脈波信号の大きさやその強弱の程度に影響されずに最高血圧、最低血圧の検出をすることができる。
【００２１】
特に、目標値を超えるまで脈波を増幅し、該目標値に基づいて設定した閾値以下のノイズを除去した後、該目標値以下に脈波を減衰する脈波調整手段とすれば、脈波信号の大きさが大きい場合は、比較的大きなノイズでも効果的に除去することができ、脈波信号の小さい場合であっても必要な脈波信号をノイズとして誤って除去することがない。
【００２２】
さらに、調整手段を脈波の周期に基づいて脈波の最大振幅発生時を挟む所定時間を限定して脈波を検出するゲート手段とすることができる。
【００２３】
脈波の周期に基づいて脈波の最大振幅発生時を挟む所定時間を限定して脈波を検出するゲート手段を設ければ、ノッチの発生、消滅に関係する時間域における脈波信号のみを検出することができる。そのため、限定された時間（以下「ゲート時間」ともいう）以外の脈波信号を検出しないだけでなく、限定された時間以外で発生するノイズを全て除去することができる。また、ゲート時間の長さは、心拍数に応じて変化するものとすることができる。心拍数が大きくなれば最大振幅発生時からノッチの発生時までの間隔も狭まるから、ゲート時間の長さを心拍数に応じて変化するものとすれば、より正確に所定位置にゲートを設定することができる。
【００２４】
また、調整手段を脈波の周波数に応じて押圧手段の減圧速度を調整する減圧速度調整手段とすることができる。
【００２５】
運動負荷時においては、心拍数が上がり血流が増えるため、単位時間当たりの脈拍数（又は心拍数）、すなわち周波数が増大し脈波の波幅（＝周期）も広がることとなる。そのため、脈波中に表れるノッチとノイズの区別がより困難となる。また、運動負荷時には血流が増大するため、押圧手段による押圧を続けていると鬱血などを起こすおそれも生じる。
【００２６】
しかしながら、脈波の周波数に基づき、押圧手段の減圧速度を調整する減圧速度調整手段を設ければ、周波数が高ければ（脈拍数が大きければ）押圧手段の減圧速度を速め、周波数が低ければ（脈拍数が小さければ）押圧手段の減圧速度を遅くすることができる。そのため、運動負荷時の周波数が高い時には短時間での血圧検出を可能とし、ノイズの過度の取り込みや鬱血の発生を抑制し、周波数が少ないときには、加圧時間を長くして検出精度を確保して、正確に最高血圧、最低血圧を検出することができる。
【００２７】
あるいは、調整手段を、脈波ごとに最高最低血圧決定のためのノッチの有無を判断し、複数個のノッチ消滅脈波に基づいて最低血圧を決定する最低血圧決定手段とすることができる。
【００２８】
調整手段を、脈波ごとに最高最低血圧決定のためのノッチの有無を判断し、複数個のノッチ消滅脈波に基づいて最低血圧を決定する最低血圧決定手段としたため、ノイズの混入によってノッチ消滅時の判断が困難な場合であっても、ノッチ消滅脈波の複数個をカウントすることで確実に最低血圧時の到来を確認でき、最低血圧を検出することができる。なお、「ノッチ消滅脈波」とは、最高血圧、最低血圧検出の指標となるノッチが見られない脈波をいうものとし、「ノッチ発生脈波」とは、該ノッチが見られる脈波をいうものとする。
【００２９】
複数個のノッチ消滅脈波に基づいて最低血圧を決定するには、例えば、ノッチ消滅脈波が連続して３つ検出できたときに、それらの３つの中で最も高い圧力を最低血圧とする場合の他、３つのノッチ消滅脈波の間にノッチ発生脈波が表れた場合でも、ノッチ発生脈波が１つだけであれば３つのノッチ消滅脈波の中で最も高い圧力を最低血圧とする場合、または、３つのノッチ消滅脈波の間にノッチ発生脈波が表れた場合に、ノッチ発生脈波が２つ以上連続してあれば、それらのノッチ発生脈波の前に表れたノッチ消滅脈波は最低血圧とせず、その次に表れたノッチ消滅脈波の発生時点を最低血圧とする、などの方法がある。
【００３０】
これらの調整手段は、その何れか１つだけ備えることができるが、少なくとも２以上の調整手段を組み合わせて備えることができる。
【００３１】
少なくとも２以上の調整手段を組み合わせることにより、ノイズの混入防止やノイズ除去、被測定者への負担軽減などを図ることができ、より多面的に最高血圧、最低血圧検出精度の低下を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の血圧検出装置によれば、常態時においては正確に最高血圧、最低血圧が検出でき、運動負荷時の心拍出力が強い場合や重篤状態時の心拍出力が弱い場合などの特殊状況下においても正確に最高血圧、最低血圧を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明をその実施形態に基づいてさらに詳細に説明する。本実施形態に係る血圧検出装置１０を図５のブロック図で示す。人体の上腕６などに巻き回されるカフ５は、加圧ポンプ１１と接続しており、加圧ポンプ１１から送られた空気をためて膨らむことで血流を閉塞する。また、カフ５にはカフ圧センサ１２が備えられており、そのカフ圧を検出する。カフ圧センサ１２には増幅器が備わっており、検出した圧力を電気信号に変換して増幅する。この信号はローパスフィルタ等からなるフィルタ１３を通じてカフの静的な圧力であるカフ圧信号とし、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタル信号に変換される。また、リーク弁１５はカフ５の空気を排出してカフ圧を弱める。Ｄ／Ａ変換器１６は中央演算処理装置（ＣＰＵなど）１７からの信号をアナログ信号に変換しリーク弁１５を開閉制御する。歪みセンサ１を有する脈波検出手段２１は、被測定者の脈波を圧力信号として取り出し電気信号に変換し増幅や減衰をしてＡ／Ｄ変換器１４に出力する。タイマ１８は時間信号を出力する。ＣＰＵ１７は、図外のランダムアクセスメモリやハードディスクとともにコンピュータ装置を形成し、種々の演算を行い、最高血圧、最低血圧を検出する。
【００３４】
続いて、最高血圧、最低血圧を検出するための動作を図６のフローチャートで示す。まずステップＳ６１では、脈波検出手段２１で歪みセンサ１を通じて得られた電気信号に対し所定の目標値を基準にして増幅、減衰を行う脈波振幅調整を行い、ステップＳ６２で、脈波の最大振幅発生時を挟む所定時間を限定する時間ゲート設定を行う。また、ステップＳ６３では、脈波の周波数に基づいてカフの減圧速度の調整を行い、ステップＳ６４で最高血圧、最低血圧を決定する。これらの各ステップＳ６１〜ステップＳ６４については以下で更に詳しく説明する。
【００３５】
脈波振幅調整ルーチン（Ｓ６１）；  上述のステップＳ６１における脈波振幅の調整動作を図７のフローチャートに示す。ステップＳ７１では歪みセンサ１で感知した圧力を圧電変換して電気信号とし、ステップＳ７２で一定の増幅率で増幅する。ステップＳ７３では入力された電気信号をコンパレータなどで目標値と比較する。入力信号が、比較する目標値よりも低い場合には、ステップＳ７２にリターンして、再度一定の増幅率で増幅する。また、目標値と同じか高い場合には、ステップＳ７４にて所定の閾値を基にしてノイズを除去する。ステップＳ７５では入力信号を１段階減衰し、ステップＳ７６で再度目標値と入力信号を比較する。ここでの目標値は先のステップＳ７３で設定した目標値と同じである。入力信号が、目標値よりも低い場合には、Ａ／Ｄ変換器１４に出力して動作を終了するが、目標値と同じか高い場合には、ステップＳ７５にリターンして、再度、一段階一定の減衰率で減衰し、目標値よりも低くなるまでこの操作を繰り返す。
【００３６】
ステップＳ７４でノイズを除去するための閾値は、比較的高い値に設定されているが、予め最大振幅が大きく出る脈波に対しては閾値が高くても感度はそれほど低くならずノイズをカットすることができる。また、最大振幅が小さな脈波に対しても増幅されてから閾値に至らない部分がカットされるから、ノッチとなる信号を比較的高く設定した閾値によってカットされるという不都合はない。したがって、閾値が比較的高いことでノイズが効果的に除去でき、かつ感度の低下を抑えることができる。また、予め定めた目標値まで自動的に増幅されるため、最大振幅が小さな脈波であっても検出することができる。
【００３７】
ゲート設定ルーチン（Ｓ６２）；  脈波検出手段２１では、脈波振幅の調整に続き、脈波の最大振幅発生時を挟む前後の所定時間を限定した時間ゲートを設定し、この時間ゲート内の脈波のみを検出する。「時間ゲート」（または単に「ゲート」ともいう）とは、脈波検出手段２１を稼動する時間内において、選択的に限定された時間範囲をいい、それ以外の時間においてはデータを取り込まないこととするものである。また「ゲート時間」とはゲートが設定されている時間をいう。
【００３８】
最高血圧、最低血圧の決定は脈波形におけるノッチの発生、消滅で行うため、ノッチが発生、消滅しうる時間範囲においてのみ脈波を検出すれば足りるため、ノッチが含まれる範囲でゲートを設定することが可能となる。ゲートの設定により、ゲート外の時間範囲においては脈波信号だけでなくノイズも取り込まれないため、ゲート外において発生するノイズを無視することができる。
【００３９】
ゲート作成の一例として、ここでは脈波の最大振幅が生じる時を挟む前後所定の時間でゲートを形成するものとする。ノッチは脈波の最大振幅発生時の直後に見られるものであるから、最大振幅を生じる時を挟む前後一定の時間範囲でゲートを区切ればノッチもゲート内に入りうるからである。隣接するゲート相互の間隔（ゲート間隔）は隣接する２つの脈波の時間間隔（脈波間隔）と等しいものとなる。一つの脈波に最高最低血圧検出のためのノッチは一つであるので、一つの脈波に一つのゲートを設定すれば良いからである。そのため、ゲート間隔は脈波間隔と等しくなる。
【００４０】
また、ゲートの幅、すなわちゲート時間は、実測データから決定し、脈波間隔が狭まればそれに対応して短くすることが好ましい。しかしながら、ここでは簡便な方法として、脈波間隔に依存せず最大振幅発生時プラスマイナス０．２秒とする。こうした条件の下、ゲート開始時間ＴＧＳとゲート終了時間ＴＧＥは、脈波間隔をＴとして、
【００４１】
ＴＧＳ（秒）＝Ｔ−０．２・・・式１
ＴＧＥ（秒）＝Ｔ＋０．２・・・式２
【００４２】
の演算式から算出することができる。
【００４３】
図８では、図６におけるステップＳ６２のゲート設定ルーチンを示すフローチャートである。まず、ステップＳ８１でゲート開始時間ＴＧＳとゲート終了時間ＴＧＥを演算する演算式の読み込みを行う。ここでは式１、式２を読み込む。次にステップＳ８２で、脈波間隔Ｔを読み込み、ステップＳ８３で脈波間隔Ｔを式２と式３にそれぞれ代入してゲート開始時間ＴＧＳとゲート終了時間ＴＧＥを算出する。そして、ステップＳ８４でゲートを設定する。最後にステップＳ８５でゲート時間内の脈波を検出する。
【００４４】
カフ減圧速度調整ルーチン（Ｓ６３）；  カフ５などの押圧手段により血管を閉塞し、徐々に減圧していく過程で脈波を検出する血圧検出装置１０は、カフ圧の排気速度が検出精度を規定する。脈波が発生した時のカフ圧から血圧を求めるため、例えば、ある一つの脈波の発生から次の脈波の発生までに２ｍｍＨｇだけカフ圧が減圧したとすれば、検出精度は２ｍｍＨｇより高精度とすることはできないからである。したがって、カフ圧の減圧速度は遅い方が検出精度は上がるが、減圧速度が遅いと上腕を締め付ける時間が長くなるため、特に運動負荷時においては鬱血などが問題になるおそれがある。そこで、運動負荷時のような心拍数が増え脈波の周波数が大きくなる（単位時間当たりの脈波の出現数が増大する）場合にはカフ圧の減圧速度を速め、身体への負担を軽減し、心拍数が少なくなる緊急時にはカフ圧の減圧速度を弱めて検出精度を維持することが好ましい。すなわち、脈波の周波数に応じて押圧手段の減圧速度を調整する。
【００４５】
脈波の周波数あるいは脈拍数（心拍数）からカフの減圧速度を決定するには、脈波の周波数あるいは脈拍数（心拍数）に応じた目標排気速度を決定する必要がある。さて、ここでは一例として、脈拍数が変動しても一定の検出精度を維持することとして目標排気速度を設定する。脈拍数が６０回／分の場合に２ｍｍＨｇ／秒の減圧速度で排気することを基準とすると、ある脈波の発生から次の脈波の発生までに２ｍｍＨｇだけ減圧するように目標排気速度を決定することになる。そうすると、脈拍数をＰ（回／分）とすると、目標排気速度Ｖａ（ｍｍＨｇ／秒）は、
【００４６】
Ｖａ＝２×Ｐ／６０・・・式３
【００４７】
として求めることができる。この式３では、検出精度を２ｍｍＨｇとしていたが、場合によって変更するとしても３ｍｍＨｇ、大きくしたとしても５ｍｍＨｇを超えないようにすることが好ましい。なお、通常のオシロメトリ法による血圧計の場合は、１０ｍｍＨｇ程度であり、これに比べると５ｍｍＨｇとした場合でも高精度である。
【００４８】
図６のステップＳ６３で行うカフ減圧速度調整ルーチンの詳細を図９のフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳ９１で目標排気速度Ｖａを演算する式３の読み込みを行う。次にステップＳ９２で、脈拍数Ｐを読み込み、ステップＳ９３で脈拍数Ｐを式３に代入して目標排気速度を算出する。そして、ステップＳ９４で実際の排気速度である実排気速度Ｖｒをリーク弁１５の現状から読み込んでおく。次に、ステップＳ９５では、実排気速度Ｖｒが目標排気速度Ｖａと等しいか否かを判断し、ＹＥＳならば操作を終了し、リーク弁１５における排気速度を現状で維持する。ＮＯならばステップＳ９６でＶｒ＞Ｖａを判断する。ＹＥＳなら、ステップＳ９７でＤ／Ａ変換器１６への出力データを１だけ増加させる。これによりリーク弁１５は所定量だけ閉じるように制御される。そして、ステップＳ９５にリターンしてＶｒ＝Ｖａとなるまで繰り返す。一方、ステップＳ９６でＮＯなら、ステップＳ９８に移行してＤ／Ａ変換器１６への出力データを１だけ減少させる。これによりリーク弁１５は所定量だけ開くように制御させる。そして、ステップＳ９５にリターンしてＶｒ＝Ｖａとなるまで繰り返す。
【００４９】
最高、最低血圧決定ルーチン（Ｓ６４）；  最高血圧の検出はそれ以前の脈波に表れていなかったノッチが始めて表れた脈波が出現した際のカフ圧を最高血圧と判定する。一方、最低血圧の検出は、ノッチが消滅した脈波が得られた際のカフ圧から求められるが、カフ圧の減少に伴いノッチの大きさが徐々に小さくなってくると、小さなノッチはノイズとの区別が難しくなってくる。また、ノッチが消滅していないにもかかわらず、ノッチの位置にノイズが重なることで、ノッチが消滅したものと判断してしまう場合がある。そのため、特にノイズが発生し易い運動負荷時においては、最低血圧の検出が困難となる。そこで、ノイズが含まれるような場合であっても、最低血圧を検出できる最低血圧決定手段について、その手順を図１０のフローチャートで説明する。
【００５０】
まず、ステップＳ１０１では脈拍数のカウントを０に初期化する。次にステップＳ１０２でノッチが消滅したかどうかを判断し、ＮＯであればリターンしてノッチの消滅を検出するまでこの段階を繰り返す。ＹＥＳであればステップＳ１０３でカウンタに１を加える。そして次のステップＳ１０４でノッチが消滅したと判断した時点のカフ圧を記録する。次のステップＳ１０５では、カウンタ数が３より少ないかどうかを判断する。カウンタ数が３に満たない場合は、またステップＳ１０２にリターンする。また、カウンタ数が３になればステップＳ１０６に移行する。そしてステップＳ１０６で最低血圧を決定する。
【００５１】
ステップＳ１０６における最低血圧決定には次のいくつかの方法がある。ステップＳ１０４において、ノッチが消滅した脈波が発生した際の３件のカフ圧が記録されているから、この３件の値を比較する。最初にノッチが消滅したと判断された脈波Ｍ１のカフ圧をＫ１、２番目にノッチが消滅されたと判断された脈波Ｍ２のカフ圧をＫ２、３番目にノッチが消滅されたと判断された脈波Ｍ３のカフ圧をＫ３とし、Ｋ１とＫ２の圧力差をＳＡ１２、Ｋ２とＫ３の圧力差をＳＡ２３としたとき、カフ圧減圧速度と脈拍数との関係から判断し、ＳＡ１２とＳＡ２３がともに等しく、脈波Ｍ１と脈波Ｍ２と脈波Ｍ３が隣接するものと判断できれば、ノイズの影響を全く受けなかったことがわかり、脈波Ｍ１が発生した際のカフ圧Ｋ１を最低血圧と決定する。また、Ｍ２とＭ３が隣接する脈波であるが、Ｍ１とＭ２の間に１つの脈波が存在する場合は、Ｍ１とＭ２の間の脈波にノイズが入ったものと考えてＭ１を最低血圧と決定する。但し、Ｍ１とＭ２の間に２つ以上の脈波が存在する場合は、Ｍ１にノイズが入ってノッチが消滅したと考えて、Ｍ２を最低血圧と決定する。こうして、少なくとも３つのノッチ消滅脈波の発生状況を比較することで最低血圧の決定を行う。
【００５２】
上記の手法をより具体的に例を挙げて以下の表１と図１１に従って説明する。
【００５３】
【表１】
2007260040.tif 000003
【００５４】
上記表１に記載したＥＸ１〜ＥＸ４の４例は、カフ圧の減圧速度を隣接する脈波の発生までの間に１ｍｍＨｇだけ減圧するものとしている。ＥＸ１では、始めて検出されたノッチ消滅脈波Ｍ１と次に検出されたノッチ消滅脈波Ｍ２、三番目に検出されたノッチ消滅脈波Ｍ３の各々の検出時のカフ圧が８５、８４、８３であり、Ｍ１とＭ２のカフ圧差ＳＡ１２は１、Ｍ２とＭ３のカフ圧差ＳＡ２３も１である。図１１では、この脈波Ｍ１〜Ｍ３とカフ圧を模式的に示している。図１１からもわかるように、Ｍ１とＭ２の圧力差ＳＡ１２は１、Ｍ２とＭ３の圧力差ＳＡ２３も１であることから、何れもカフ減圧速度と同じである。そのため、Ｍ１〜Ｍ３の間にこれ以外の脈波は発生していないことがわかる。したがって、これまでの一般的な判断に従い、最初に表れたノッチ消滅脈波Ｍ１の時点を最低血圧と決定する。
【００５５】
ＥＸ２についても図１１に示す。ＥＸ２では、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が８５、８３、８２であり、Ｍ１とＭ２との間にノッチ消滅脈波以外の脈波、即ちノッチ発生脈波が１つ挟まれていると考えられるが、直ぐにＭ２、Ｍ３とノッチ消滅脈波が検出されるため、このノッチ発生脈波はノッチ消滅脈波にノイズが混入したものと判断できる。したがって、このノイズ発生脈波があったとしてもノイズの影響と考えられこれを無視することができる。よってこの場合も、最初に発生したノイズ消滅脈波Ｍ１の時点を最低血圧と決定する。同様にして、ＥＸ３ではＭ１の時点を最低血圧と決定する。
【００５６】
ＥＸ４では、圧力差が３ｍｍＨｇあり、Ｍ１とＭ２との間にノッチ発生脈波が２つ存在するので、これらの２つの脈波が何れもノイズによってノッチ発生脈波になったものとは考えにくい。むしろＭ１がノッチ発生脈波であり、ノイズの影響で見かけ上ノイズ消滅脈波と検出されたものと考えられる。そのため、この例では、実際にはＭ２が最初のノッチ消滅脈波であると判断し、Ｍ２の時点を最低血圧と決定する。
【００５７】
なお、この最低血圧決定方法は一つの例であり、これ以外にも例えば、３つのノッチ消滅脈波出現時のカフ圧の平均値を最低血圧と決定したり、３つのカフ圧の差が小さい２つのカフ圧の平均値を最低血圧と決定したりすることも可能である。また、この例では、ステップＳ１０３においてカウンタ数の大きさを３を基準に判断したが、ノイズが多く入る場合にはカウンタ数の大きさを３以外の数値としても良い。
【００５８】
実施形態の変更例；  本実施形態では、脈波の最大振幅を自動調整する脈波調整手段と、所定時間を限定して、限定した時間内の脈波を検出するゲート手段と、カフ圧の減圧速度を調整する減圧速度調整手段と、複数のノッチ消滅脈波から最低血圧を決定する最低血圧決定手段の全てを調整手段として行うこととしたが、これらのうちの何れか１つまたは少なくとも２つ以上を組み合わせ行うことも可能である。
【００５９】
脈波の最大振幅を自動調整する脈波調整手段は、何らかの理由で歪みセンサを上腕に装着することができず、脈波を採りにくい場所から脈波を検出するような時に効果的である。ゲート手段は、脈波の最大振幅に匹敵するような大きなノイズが入るような場合に、このようなノイズを効果的に除去することができる点で効果的である。また、押圧手段の減圧速度調整手段は、運動負荷が大きく、脈拍数が平常時に比較してより多くなるような状態の時に特に効果的である。そして、複数のノッチ消滅脈波から最低血圧を決定する最低血圧決定手段は、正確な最低血圧の検出が求められる場合に効果的である。したがって、これらの調整手段のうちいずれか１つを行う場合に比べて、少なくとも２つを組み合わせて行えば、より最高血圧、最低血圧検出精度の低下を防止することができ、これらの全ての調整手段を用いた時が最も好ましい。
【００６０】
図６のステップＳ６２における時間ゲートの設定や、ステップＳ６３のカフ減圧速度調整については、脈波検出手段２１で得られる脈波の間隔を基準とせず、心電センサを用いて得られる心拍信号の間隔からゲートを設定し、カフ減圧速度を調整することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】歪みセンサを表し、図１（ａ）は歪みセンサの圧力トランスジューサーの部分の正面図、図１（ｂ）は、歪みセンサの平面図である。
【図２】歪みセンサがカフに備え付けられた状態を表し、図２（ｂ）はその平面図、図２（ａ）は図２（ｂ）のＳＡ−ＳＡ線断面図である。
【図３】生体の上腕にカフを巻き回した状態を表す外観図である。
【図４】歪みセンサで検出した脈波の波形を示すチャート図である。
【図５】血圧検出装置のブロック図である。
【図６】最高血圧、最低血圧検出の動作を示すフローチャートである。
【図７】脈波振幅の調整動作を示すフローチャートである。
【図８】ゲート設定の動作を示すフローチャートである。
【図９】カフ圧の減圧速度調整動作を示すフローチャートである。
【図１０】最低血圧決定動作を示すフローチャートである。
【図１１】脈波の発生とカフ圧との関係を模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    歪みセンサ
２    圧力トランスジューサ
３    ミニディンプラグ
４    ゲージ
５    カフ
６    上腕
１０    血圧検出装置
１１    加圧ポンプ
１２    カフ圧センサ
１３    フィルタ
１４    Ａ／Ｄ変換器
１５    リーク弁
１６    Ｄ／Ａ変換器
１７    ＣＰＵ
１８    タイマ
２１    脈波検出手段
【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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【図１０】
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【図１１】
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