(57)【要約】【課題】血圧測定装置において、環境音の影響を受けることなく血圧を測定できるようにする。【解決手段】血圧計のカフ１５０には、圧電素子２００が設けられている。そして、血圧測定の際には、カフ１５０は、圧電素子２００が動脈の上に位置するように、被測定者の腕Ａに巻付けられる。血圧計は、圧電素子２００の出力信号の変化に基づいて、被測定者の血圧を決定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻付けられることにより被測定者の測定部位を圧迫するカフと、
前記カフ内の圧力を制御する制御手段と、
前記測定部位の表面の歪みに応じた圧電効果を奏する圧電素子と、
前記圧電素子の形状の変化による前記圧電素子の出力信号の変化に基づいて被測定者の血圧を決定する決定手段とを備える、血圧測定装置。
【請求項２】
前記圧電素子を固定するために、流体の出入りにて膨張・収縮する固定用流体袋をさらに備える、請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項３】
測定部位を圧迫するために、流体の出入りにて膨張・収縮する測定用流体袋をさらに備え、
前記圧電素子は、前記測定用流体袋に対して、前記カフが前記測定部位に巻き付けられる方向に交わる方向についての一方側に設けられる、請求項１または請求項２に記載の血圧測定装置。
【請求項４】
前記測定用流体袋と前記圧電素子の間に設けられたクッション材とをさらに備える、請求項３に記載の血圧測定装置。
【請求項５】
前記測定用流体袋と前記圧電素子の間に設けられ、前記測定用流体袋の変位に基づく前記圧電素子の変形を防止するための板体とをさらに備える、請求項３または請求項４に記載の血圧測定装置。
【請求項６】
前記決定手段は、
前記固定用流体袋の内圧が第１の圧力より低い特定の圧力または第２の圧力より高い特定の圧力とされたときの前記圧電素子の出力信号の振幅を基準振幅として取得し、
前記測定用流体袋の内圧が前記第２の圧力より高い所定の圧力から低下したときの、前記圧電素子の出力信号の振幅が前記基準振幅を超えたときの前記測定用流体袋の内圧を被測定者の収縮期血圧と決定し、さらに、前記圧電素子の出力信号の振幅が前記基準振幅を下回ったときの前記測定用流体袋の内圧を被測定者の拡張期血圧と決定する、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の血圧測定装置。
【請求項７】
前記第１の圧力は拡張期血圧であり、前記第２の圧力は収縮期血圧である、請求項６に記載の血圧測定装置。
【請求項８】
血圧測定装置による血圧測定方法であって、
前記血圧測定装置は、巻付けられることにより被測定者の測定部位を圧迫するカフに、当該測定部位の表面の歪みに応じた圧電効果を奏する圧電素子を備え、
前記圧電素子の形状の変化による前記圧電素子の電圧の変化に基づいて、被測定者の血圧を決定する、血圧測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血圧測定装置および血圧測定方法に関し、特に、血圧測定の際に測定部位に空気袋を巻き付けて圧迫する血圧測定装置および血圧測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
血圧測定の方式には、一般的に、オシロメトリック法による方式とＫ音測定方式の２つが挙げられる。オシロメトリック法では、被測定者の腕等に巻き付けられるカフに内包される空気袋にエアーが送り込まれ、当該カフにおいて検出される被測定者の圧脈波情報から血圧が算出される。Ｋ音測定方式では、カフ（空気袋）の下流側の動脈付近において計測されるコロトコフ音（Ｋ音）に基づいて血圧が算出される。
【０００３】
Ｋ音測定方式の血圧測定装置では、カフの下流側に、Ｋ音を計測するためのマイクロフォンが設けられる。血圧測定の際には、空気袋にエアーが送り込まれ、動脈が閉鎖された後、徐々に空気袋が減圧される。そして、当該減圧過程で、血流が動脈壁にぶつかるＫ音が計測される。
【０００４】
Ｋ音測定方式による血圧測定装置についての従来技術としては、たとえば、特許文献１（特公平４−７００１１号公報）や特許文献２（特開昭６２−１４８６４１号公報）がある。
【０００５】
特許文献１では、カフの下流側に、腕周方向に複数個のマイクロフォン（Ｋ音センサ）が設置され、最も大きな出力を示すＫ音センサの出力を選定する。これにより、カフが腕周方向にずれて巻き付けられても、複数のマイクロフォンのいずれかによって動脈壁におけるＫ音を計測でき、血圧の測定が可能となる。
【０００６】
特許文献２では、カフより下流側に、腕周方向においてマイクロフォンより大きいを寸法を有する金属薄板が設置される。マイクロフォンは、当該金属薄板に接触して設置される。これにより、カフが腕周方向にずれて巻き付けられ、マイクロフォンが動脈壁に対応する位置から外れた場合でも、動脈壁におけるＫ音は金属薄板を介してマイクロフォンに伝えられるためＫ音を測定でき、血圧の測定が可能になる。
【０００７】
なお、上記した血圧測定装置では、Ｋ音を検出するためのマイクに、被測定者の体動によるカフの音など、Ｋ音以外の環境音がＫ音センサに入力される場合があった。そして、入力される環境音の音量が大きい場合、Ｋ音センサの検出出力によっては、正確な血圧の測定ができない場合があった。
【０００８】
このような不都合を回避するため、特許文献３（特開昭６１−２４７４３０号公報）には、カフ内で発生する音（Ｃ音）を検出するマイク（Ｃ音マイク）を、Ｋ音を検出するためのマイク（Ｋ音マイク）とは別に設け、Ｋ音マイクで検出された音声からＣ音マイクで検出された音声を用いてＣ音を分離して、血圧測定を行なう技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公平４−７００１１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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献３に開示されている技術では、Ｋ音マイクで検出される音声から、カフ内で発生する音声を分離することはできるが、カフの外で発生する環境音については分離することができなかった。したがって、カフの外で発生する環境音の音量が大きい場合には、正確なＫ音の測定が難しく、正確な血圧測定ができない場合があった。
【００１１】
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、血圧測定装置において、環境音の影響を受けることなく血圧を測定できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に従った血圧測定装置は、巻付けられることにより被測定者の測定部位を圧迫するカフと、カフ内の圧力を制御する制御手段と、測定部位の表面の歪みに応じた圧電効果を奏する圧電素子と、圧電素子の形状の変化による圧電素子の出力信号の変化に基づいて被測定者の血圧を決定する決定手段とを備える。
【００１３】
本発明に従った血圧測定方法は、血圧測定装置による血圧測定方法であって、血圧測定装置は、巻付けられることにより被測定者の測定部位を圧迫するカフに、当該測定部位の表面の歪みに応じた圧電効果を奏する圧電素子を備え、圧電素子の形状の変化による圧電素子の電圧の変化に基づいて、被測定者の血圧を決定する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、血圧測定装置において、カフに設けられた圧電素子における、測定部位の表面の歪みに応じた形状の変化に基づいて、被測定者の血圧が決定される。
【００１５】
これにより、環境音の影響を受けることなく、被測定者の血液を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態の血圧測定装置（血圧計）の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のカフを展開させた状態を示す図である。
【図３】図１のカフが、被測定者の左腕の上腕部に巻付けられて固定されている状態を示す図である。
【図４】図２中に示すＩＶ−ＩＶ線に沿ったカフの断面図である。
【図５】図１の血圧計のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図６】図１の血圧計における、カフ圧の変化に対する圧電素子の表面電位の変化の一例を示す図である。
【図７】血圧測定時のカフ圧の変化に対するコロトコフ音の音量および圧電素子の電圧変化を説明するための図である。
【図８】図１の血圧計において実行される血圧測定処理のフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態の血圧計における、カフの断面を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態の血圧計における、カフの断面を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の血圧計のブロック構成を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態の血圧計に設けられた空気袋による圧電素子の固定の効果を説明するための図である。
【図１３】図１２に示す効果を説明するための比較例のカフの断面図である。
【図１４】コロトコフ音に基づく血圧測定と圧電素子の検出出力に基づく血圧測定を対比して説明するための図である。
【図１５】圧電素子の具体的な構成を説明するための図である。
【図１６】比較例の血圧計の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
［第１の実施の形態］
（血圧測定装置の構造）
図１は、本実施の形態の血圧測定装置（以下、「血圧計」という）の外観を示す斜視図である。
【００１９】
図１を参照して、血圧計１００は、装置本体１１０とカフ１５０とを主に備えている。装置本体１１０は、表示部１１４および操作部１１５を有している。表示部１１４は、血圧値の測定結果や脈波数の測定結果などを数値やグラフなどを用いて視認可能に表示する。この表示部１１４としては、たとえば液晶パネルなどが利用される。操作部１１５には、たとえば電源ボタンや測定開始ボタンなどが配設されている。
【００２０】
カフ１５０は、被測定者の左腕の上腕部に巻付けられることが企図されたものであり、帯状の外形を有している。カフ１５０は、上腕を圧迫するための流体袋としての空気袋（図２〜図４に示す空気袋１５１）と、当該空気袋１５１を上腕に巻付けて固定するための外装部材としての袋状カバー体１６１とを有している。空気袋１５１は、袋状カバー体１６１の内部に設けられた空間に収容されている。なお、カフ１５０の詳細な構造については、後述する。本実施の形態では、空気袋１５１により、測定用流体袋が構成される。
【００２１】
カフ１５０と装置本体１１０とは、接続管としてのエア管１４０によって接続されている。エア管１４０は可撓性のチューブからなり、一端が後述する装置本体１１０に設けられた血圧測定用エア系コンポーネント１３１（図５参照）に接続され、他端が前述したカフ１５０の空気袋１５１に接続されている。
【００２２】
図２は、カフ１５０を展開させた状態を示す図である。図３は、カフ１５０が、被測定者の左腕の上腕部に巻付けられて固定されている状態を示す図である。図４は、図２中に示すＩＶ−ＩＶ線に沿ったカフ１５０の断面図である。
【００２３】
本実施の形態の血圧計１００では、袋状カバー体１６１内に圧電素子２００が設けられている。そして、血圧測定の際には、カフ１５０が、被測定者の腕Ａに、圧電素子２００（の一部）が動脈の上に位置するように、巻付けられる。なお、たとえば袋状カバー体１６１には、位置を示す目印等が付されており、当該目印を参照することにより、被測定者は、圧電素子２００が動脈の上に位置するように、カフ１５０を腕Ａに巻きつけることができる。
【００２４】
なお、圧電素子２００は、腕Ａの表面における、血流に基づく歪みを検出することができれば、袋状カバー体１６１内に設けられている必要はなく、袋状カバー体１６１の外部に設けられてもよく、また、袋状カバー体１６１に対して固定されていても着脱可能に設けられても良い。
【００２５】
そして、血圧計１００は、空気袋１５１の内圧を高めることにより動脈を閉鎖させた後、空気袋１５１内を徐々に減圧し、当該減圧過程において動脈に血液が流れる際に生じる生体の歪を、圧電素子２００において生じる表面電位の変化として検出する。なお、本命最初では、圧電素子２００は、当該圧電素子２００に含まれるピエゾフィルム（後述するピエゾフィルム２００１）の表面電位を、出力信号として出力する。
【００２６】
そして、血圧計１００は、圧電素子２００の表面電位の変化（表面電位の振幅）に基づいて、被測定者の血圧を決定する。なお、圧電素子２００は、薄膜のフィルム状の素子が好ましい。図３に示されるようにカフ１５０が腕Ａなどの測定部位に巻付けられたときに、圧電素子２００を当該測定部位に良好にフィットさせることができるからである。
【００２７】
圧電素子２００については、血圧計１００が利用される環境等において適宜決定するものができると考えられる。なお、その一例として、カフ１５０の測定部位に対する巻付方向の寸法は、たとえば３〜６ｃｍ程度が考えられ、また、当該巻付方向に交わる方向（図２のＩＶ−ＩＶ線の方向）の寸法としては、たとえば１〜３ｃｍ程度が考えられる。なお、このような寸法は、一例であり、カフ１５０が測定部位に巻付けられた際に測定部位に良好にフィットすることができ、また、人体の動脈における血液の流れによって生じる生体の歪を検出することができれば、圧電素子２００の寸法はこれに限定されない。
【００２８】
本実施の形態では、圧電素子２００の一例として、上記カフ１５０の巻付方向についての有効長さ２９．９ｍｍ、幅方向（図２のＩＶ−ＩＶ線方向）の有効長さ１２．１９ｍｍ、厚さ０．２３ｍｍのＭＳＩ社製（東京センサ）のピエゾフィルムを使用している。図１５は、圧電素子２００の具体的な構成を説明するための図である。図１５（Ａ）は、圧電素子の平面図であり、図１５（Ｂ）は、圧電素子２００の縦断面を説明するための図である。
【００２９】
図１５の（Ａ）および（Ｂ）を参照して、圧電素子は、その内部に、圧電効果を奏するピエゾフィルム２００１が配設されている。ピエゾフィルム２００１は、カフ１５０が装着される生体の血流による歪に応じて、その外形に歪が生じると、静電容量が変化する。ピエゾフィルム２００１には、主に図１５（Ａ）に示されるように、２つの端子部（端子部２００１Ａ，２００１Ｂ）が形成されている。当該端子部が装置本体１１０内の電気回路に接続されているため、血圧計１００では、当該電気回路の電圧の変化を調べることにより、血流による測定部位の歪を検出する。
【００３０】
圧電素子２００では、主に図１５（Ｂ）に示されるように、ピエゾフィルム２００１の上下には、それぞれ、銀塗料２００２が塗布され、さらに、ピエゾフィルムの一方の面には、保護層２００３が形成され、また、他方の面には、樹脂などの、保護フィルムが配設されている。
【００３１】
ピエゾフィルム２００１の長手方向の寸法は、上記した端子部分が７．１４ｍｍであり、そして、上記端子部分以外の部分（有効長さ）が、２９．９３ｍｍである。また、ピエゾフィルムの幅は１２．１９ｍｍであり、そして、圧電素子２００の長さが４１．４０ｍｍ、幅１５．２５ｍｍ、そして、厚さ０．２３ｍｍである。
【００３２】
図４に戻って、カフ１５０では、当該カフ１５０が腕Ａに当接する面について、空気袋１５１は領域Ｒ１に、そして、圧電素子２００は領域Ｒ２に、位置している。つまり、カフ１５０が測定部位の一例である腕Ａに当接する面について空気袋１５１と圧電素子２００とが重ならないように、配置されている。これにより、空気袋１５１の減圧過程における当該空気袋１５１の偏位による歪が極力圧電素子２００に伝わらないようになる。
【００３３】
また、図４では、被測定者の血管３００が示され、そして、当該血管３００における、被測定者の中枢側から末梢側への、血液の流れる方向が矢印ＢＦ１で示されている。カフ１５０では、当該カフ１５０の巻付方向に交わる方向（ＩＶ−ＩＶ線方向）について、圧電素子２００は、空気袋１５１の一方側に隣接するように設けられている。これにより、主に図３に示されるように、血圧測定時には、カフ１５０において、圧電素子２００が空気袋１５１に対して、矢印ＢＦ１についての下流側に設置することができる。このような配置により、空気袋１５１内が被測定者の動脈を閉鎖させる程度に加圧されたときに、空気袋１５１よりも上流側の動脈における脈動が圧電素子２００の表面電位の変化に影響を与えることを極力回避できる。
【００３４】
また、カフ１５０では、空気袋１５１と圧電素子２００の間に、クッション材２０１が配設されている。これにより、空気袋１５１の減圧過程等における歪が、圧電素子２００の検出出力に極力影響を与えないように構成されている。つまり、空気袋１５１の変位が、クッション材２０１によって吸収されることにより、圧電素子２００への当該変位の伝達の回避が意図されている。なお、クッション材２０１の材料としては、たとえば、発泡ウレタン、ネオスポンジ、コイルバネ、板バネ（リン酸銅、ＳＵＳ）を採用することができる。
【００３５】
また、クッション材２０１は、袋状カバー体１６１に固定されている。これにより、カフ１５０が測定部位に巻付けられた際に、圧電素子２００は、クッション材２０１によって、より密接に測定部位に固定される。したがって、より確実に、測定部位の血流による歪が圧電素子２００に伝えられ、これにより、当該測定部位の歪がより確実に圧電素子２００の表面電位の変化に反映される。
【００３６】
（血圧計のハードウェア構成）
図５は、血圧計１００のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【００３７】
図５を参照して、血圧計１００の装置本体１１０の内部には、カフ１５０に内包された空気袋１５１にエア管１４０を介して空気を供給または排出するための血圧測定用エア系コンポーネント１３１が設けられている。血圧測定用エア系コンポーネント１３１には、空気袋１５１内の圧力を検出する圧力検出手段である圧力センサ１３２と、空気袋１５１を膨張／収縮させるためのポンプ１３４および弁１３５が含まれる。また、装置本体１１０の内部には、血圧測定用エア系コンポーネント１３１に関連して発振回路１２５、ポンプ駆動回路１２６および弁駆動回路１２７が設けられている。
【００３８】
さらに、装置本体１１０には、各部を集中的に制御および監視するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）１２２と、ＣＰＵ１２２に所定の動作をさせるプログラムや測定された血圧値などの各種情報を記憶するためのメモリ部１２３と、血圧測定結果を含む各種情報を表示するための表示部１１４と、測定のための各種指示を入力するために操作される操作部１１５と、ＣＰＵ１２２および各機能ブロックに電力を供給するための電源部１２４とが設置される。
【００３９】
ＣＰＵ１２２は、圧電素子２００からの検出出力に基づいて被測定者の血圧値を決定するための決定手段として機能する血圧決定部１２２Ｂ、および、圧電素子２００などからの各種の信号を処理するための処理手段として機能する信号処理部１２２Ａを含む。ＣＰＵ１２２は、たとえばメモリ部１２３（または、装置本体１１０に対して着脱可能な記録媒体）に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能を実現する。
【００４０】
圧力センサ１３２は、空気袋１５１内の圧力（以下、適宜「カフ圧」という）を検出し、検出した圧力に応じた信号を発振回路１２５に出力する。ポンプ１３４は、空気袋１５１に空気を供給する。弁１３５は、空気袋１５１内の圧力を維持したり、空気袋１５１内の空気を排出したりする際に、ＣＰＵ１２２からの信号に基づいて開閉される。発振回路１２５は、圧力センサ１３２の出力値に応じた発振周波数の信号をＣＰＵ１２２に出力する。ポンプ駆動回路１２６は、ポンプ１３４の駆動をＣＰＵ１２２から与えられる制御信号に基づいて制御する。弁駆動回路１２７は、ＣＰＵ１２２から与えられる制御信号に基づいて、弁１３５の開閉制御を行なう。
【００４１】
また、装置本体１１０は、圧電素子２００（端子部２００１Ａ，２００１Ｂ）に接続される増幅器２１１と、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路２１２とを含む。増幅器２１１は、圧電素子２００が出力する電圧値を適宜増幅し、Ａ／Ｄ変換回路２１２へ出力する。Ａ／Ｄ変換回路２１２は、増幅器２１１から導入されたアナログ信号をデジタル信号へと変換して、ＣＰＵ１２２（信号処理部１２２Ａ）へ入力する。
【００４２】
（圧電素子の検出出力）
図６は、血圧計１００における、カフ圧の変化に対する圧電素子２００の表面電位の変化の一例を示す図である。図６では、圧電素子２００の表面電位がデータＤ１で示され、また、カフ圧がデータＤ２で示されている。
【００４３】
血圧測定時には、カフ圧は、加圧目標値である圧ＰＭ（所定の圧力）まで、一定の速度で（単位時間当りの上昇する圧が一定となるように）上昇された後、一定の速度で、特定の圧力（たとえば、３０ｍｍＨｇ）まで下降される。ここで、加圧目標値とは、一般に収縮期血圧として想定される血圧より高い圧とされる。また、特定の圧力とは、一般に拡張期血圧として想定される血圧よりも低い圧とされている。なお、図６に示されているカフ圧には、圧力センサ１３２の検出出力であり、血流における脈動が反映されている。
【００４４】
カフ圧が圧ＰＭから低下していく過程で、圧電素子２００の表面電位（データＤ１）の振幅は、カフ圧が被測定者の収縮期血圧に相当する圧力となると増加を開始し、その後、カフ圧の低下とともに増加し、そして、極大値をとった後、減少する。そして、被測定者の拡張期血圧までカフ圧が低下すると、それ以降、圧電素子２００が出力する電圧の振幅はほぼ一定となる。
【００４５】
血圧計１００では、カフ圧が一般に被測定者の拡張期血圧として想定される圧力よりも十分に低い圧力（たとえば、３０ｍｍＨｇ）に調整された状態で圧電素子２００の表面電位の振幅を測定し、当該振幅を、リファレンスとして取得する。
【００４６】
なお、当該リファレンスは、カフ圧が圧ＰＭから低下する過程において検出される圧電素子２００の表面電位の振幅を計測することによって取得されても良い。なお、この場合には、当該リファレンスの取得は、カフ圧が、一般に収縮期血圧として想定される圧力よりも十分大きいと考えられる圧力とされるまでに、取得される必要がある。
【００４７】
血圧計１００は、ＣＰＵ１２２は、カフ圧が圧ＰＭから低下する過程で、圧電素子２００の表面電位の振幅を検出し、当該振幅が上記したリファレンスの振幅を超えた時点でのカフ圧を、被測定者の収縮期血圧として決定する。また、ＣＰＵ１２２は、カフ圧がさらに低下する過程においても、さらに、圧電素子２００の表面電位の振幅を検出する。そして、当該振幅が、上記したリファレンスの振幅以下となったカフ圧を、被測定者の拡張期血圧として決定する。
【００４８】
図６では、リファレンスとして取得された振幅が、線Ｌ１と線Ｌ２によって、Ｖ０として、示されている。
【００４９】
ここで、圧電素子２００によって測定される血圧と、従来から行なわれているコロトコフ音の計測によって測定される血圧とを対比する。
【００５０】
図７は、血圧測定時のカフ圧の変化に対するコロトコフ音（以下、適宜「Ｋ音」という）の音量および圧電素子の電圧変化を説明するための図である。
【００５１】
まず、図７（Ａ）では、カフ圧の時間変化が模式的に示されている。図７（Ａ）では、カフ圧が、加圧目標値である圧ＰＭまで、一定の速度で上昇された後、一定の速度で減少するように制御される状態が示されている。図７（Ｂ）は、圧電素子２００の代わりにマイクを搭載された血圧計（図１６の血圧計１００Ｘ）における、当該マイクによって検出されるコロトコフ音の音量の時間変化を模式的に示す図である。なお、図７（Ｂ）における音量の変化は、図７（Ａ）に示されたカフ圧の変化に対応したものである。また、図１６では、血圧計１００Ｘは、マイク１００Ｙを含む。
【００５２】
図７（Ｂ）に示されるように、カフ圧が、ＰＭとされた後、低下すると、ある圧力まで低下したときに、急激にＫ音の音量が増加する。そして、カフ圧の低下とともに、当該音量は徐々に大きくなり、極大値を示した後、カフ圧がある圧力まで低下すると、急激に当該音量は低下する。
【００５３】
一般の血圧測定では、カフ圧が低下する過程における、Ｋ音の音量が急激に増加したときのカフ圧が、被測定者の収縮期血圧として決定される。また、カフ圧がさらに低下し、Ｋ音の音量が急激に減少したときのカフ圧が、拡張期血圧として決定される。
【００５４】
図７（Ｃ）は、血圧計１００における、カフ圧（図７（Ａ））の変化に対応した圧電素子２００の表面電位の変化を示している。なお、図７（Ｃ）のデータは、図６においてデータＤ１として示された圧電素子２００の出力（ピエゾフィルム２００１の表面電位）が、人体の動きなどによって生じたノイズをカットするために、所定の周波数（たとえば、２００Ｈｚ）以上の周波数の信号をカットするなどして処理されたものに相当する。
【００５５】
図７（Ｃ）に示されるように、圧電素子２００の表面電位の振幅は、カフ圧が圧ＰＭから低下する初期の過程では、所定の値（図７（Ｃ）ではＶ0の値）をとっている。そして、上記した収縮期血圧において、圧電素子２００の表面電位の振幅は、急激に大きくなる。そして、圧電素子２００の表面電位の振幅は、カフ圧の低下とともに徐々に大きくなり、極大値を示した後、カフ圧が被測定者の拡張期血圧を超えると急激に減少し、そして、上記したＶ0の値となる。
【００５６】
図７から理解されるように、圧電素子２００の表面電位は、Ｋ音の音量と同様に、上記したカフ圧の減圧過程において、収縮期血圧を境に挙動が変化し、また、拡張期血圧を境に挙動が変化する。これにより、圧電素子２００の表面電位の変化に基づいて、被測定者の収縮期血圧および拡張期血圧の測定が可能であると言える。
【００５７】
なお、本実施の形態では、上記Ｖ0が、リファレンスとして取得される。そして、カフ圧が低下する過程において、検出される振幅が上記Ｖ0に対して一定の値以上大きくなったときのカフ圧が、収縮期血圧と決定される。その後、カフ圧の低減が継続され、計測される圧電素子２００の表面電位の振幅が上記Ｖ0との差が特定の値以下となったときのカフ圧が、拡張期血圧として決定される。
【００５８】
（血圧測定処理）
図８は、血圧計１００の血圧測定処理のフローチャートである。以下、血圧計１００において実行される血圧測定処理について、図８を参照して説明する。
【００５９】
図８を参照して、操作部１１５の電源スイッチ（以下、「電源ＳＷ」）が押下されたことによって当該電源ＳＷに対応する操作信号を受信すると（ステップＳ１０）、ＣＰＵ１２２は、血圧計１００の各部を初期化する（ステップＳ２０）。
【００６０】
そして、ＣＰＵ１２２は、操作部１１５の使用者選択スイッチが押下されたことによる操作信号を受信し（ステップＳ３０）、そして、操作部１１５の測定スイッチ（以下、「測定ＳＷ」）が押下されたことによる操作信号を受信すると（ステップＳ４０）、ＣＰＵ１２２は、空気袋１５１に所定量の空気を供給することによって予備的に空気袋１５１を加圧する（ステップＳ５０）。この予備的な加圧では、たとえば、空気袋１５１は、上記した特定の圧力（たとえば、３０ｍｍＨｇ）まで加圧される。
【００６１】
そして、ＣＰＵ１２２は、その時点での圧電素子２００の振幅のリファレンス（図６および図７のＶ0）を取得する（ステップＳ６０）。
【００６２】
次に、ＣＰＵ１２２は、空気袋１５１を、その内圧が上記した圧ＰＭに達するまで加圧する（ステップＳ７０〜ステップＳ８０）。そして、ＣＰＵ１２２は、空気袋１５１の内圧が上記した圧ＰＭに達したと判断すると（ステップＳ８０でＹＥＳ）、ステップＳ９０で、空気袋１５１の減圧を開始する。
【００６３】
そして、ＣＰＵ１２２は、当該空気袋１５１の減圧工程において、圧電素子２００から出力される表面電位の変化を適宜処理することにより、被測定者の血圧を決定するための処理を実行する。そして、被測定者の血圧が決定できたと判断すると（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、当該血圧を表示部１１４に表示させる（ステップＳ１２０）。そして、ＣＰＵ１２２は、空気袋１５１の内圧が大気圧と同等となるのに十分な時間だけ弁１３５を開放させた後、弁１３５は閉じて、血圧測定処理を終了させる。
【００６４】
本実施の形態の血圧計１００では、図６および図７を参照して説明したように、被測定者の収縮期血圧と拡張期血圧が、測定される。したがって、ステップＳ１１０では、収縮期血圧と拡張期血圧の双方の決定が完了したことを条件として、ステップＳ１２０へと処理が進められる。なお、カフ圧が圧ＰＭとされた後、一般に拡張期血圧よりも低いと考えられる特定の圧力までカフ圧が低減されても被測定者の拡張期血圧を決定することができなかった場合には、強制的に血圧測定処理は終了されても良い。
【００６５】
図８を参照して説明した血圧測定処理では、カフ圧が一般に被測定者の拡張期血圧として想定される圧力よりも十分に低い圧力（たとえば、３０ｍｍＨｇ）に調整された状態で圧電素子２００の表面電位の振幅のリファレンスが取得された（ステップＳ６０）。なお、当該リファレンスは、カフ圧が圧ＰＭから低下する過程において、つまり、ステップＳ９０におけるカフ圧の減圧が開始された後、取得されても良い。ただし、この場合には、当該リファレンスの取得は、カフ圧が、一般に収縮期血圧として想定される圧力よりも十分大きいと考えられる圧力とされるまでに、取得される必要がある。
【００６６】
［第２の実施の形態］
本実施の形態の血圧計１００では、圧電素子２００に対して、空気袋１５１の膨張／収縮による振動が圧電素子２００に伝達されることを極力回避するべく、圧電素子を覆う薄板がさらに設けられる。
【００６７】
本実施の形態の血圧計１００の、カフの断面の一例を、図９に示す。
図９を参照して、本実施の形態の血圧計１００のカフ１５０では、圧電素子２００と、空気袋１５１の振動が圧電素子２００に伝達されることを回避するために設けられたクッション材２０１との間に、さらに、薄板２０２が配設されている。
【００６８】
薄板２０２としては、たとえばリン酸銅、ＳＵＳなどの材料を採用することができる。
本実施の形態では、クッション材２０１と圧電素子２００の間にさらに薄板２０２が設けられることにより、空気袋１５１からの振動が圧電素子２００へ伝達されることを確実に回避できるとともに、カフ１５０が測定部位に巻付けられた際に、より確実に、圧電素子２００を測定部位にフィットさせることができる。
【００６９】
［第３の実施の形態］
本実施の形態の血圧計１００では、第２の実施の形態のクッション材２０１の代わりに、圧電素子２００を固定するための空気袋が設けられる。
【００７０】
図１０は、本実施の形態の血圧計１００のカフ１５０の断面を模式的に示す図である。
図１０を参照して、本実施の形態のカフ１５０では、図９に示した第２の実施の形態のカフにおいてクッション材２０１が設けられていた代わりに、空気袋２０３が設けられている。本実施の形態では、空気袋２０３により、固定用流体袋が構成される。
【００７１】
図１１は、本実施の形態の血圧計のブロック構成を模式的に示す図である。
さらに図１１を参照して、本実施の形態の血圧計１００では、圧電素子２００を測定部位に対して確実に固定するために、空気袋２０３がさらに備えられている。また、本実施の形態の血圧計１００の装置本体１１０の内部には、空気袋２０３に空気を供給または排出するための圧電素子固定用エア系コンポーネント３１０が設けられている。圧電素子固定用エア系コンポーネント３１０には、空気袋２０３内の圧力を検出する圧力センサ３１１と、空気袋２０３を膨張／収縮させるためのポンプ３１２および弁３１３が含まれる。また、装置本体１１０の内部には、圧電素子固定用エア系コンポーネント３１０に関連して、増幅器３２０、Ａ／Ｄ変換回路３２１、ポンプ駆動回路３３０、および弁駆動回路３４０が設けられている。
【００７２】
増幅器３２０は、圧力センサ３１１の出力値を適宜増幅して、Ａ／Ｄ変換回路３２１へ出力する。Ａ／Ｄ変換回路３２１は、増幅器３２０が出力するアナログ信号をデジタル信号へ変換して、ＣＰＵ１２２へ出力する。ＣＰＵ１２２は、当該出力を信号処理部１２２Ａで適宜処理することにより、空気袋２０３の内圧を検出する。
【００７３】
ポンプ駆動回路３３０は、ＣＰＵ１２２から与えられる制御信号に基づいて、ポンプ３１２の駆動を制御する。弁駆動回路３４０は、ＣＰＵ１２２から与えられる制御信号に基づいて、弁３１３の開閉を制御する。
【００７４】
本実施の形態の血圧測定処理では、ＣＰＵ１２２は、空気袋１５１および空気袋２０３の内圧が、一般に被測定者の拡張期血圧として想定される圧力よりも十分に低い圧力（たとえば、３０ｍｍＨｇ）に調整された状態で、圧電素子２００の振幅のリファレンスが取得される（ステップＳ６０）。
【００７５】
そして、血圧測定処理では、空気袋２０３の内圧は、空気袋１５１と同じ圧力となるように、制御される。
【００７６】
なお、リファレンスの取得は、カフ圧とともに空気袋２０３の内圧が圧ＰＭから低下する過程において、つまり、ステップＳ９０におけるカフ圧および空気袋２０３の減圧が開始された後、取得されても良い。ただし、この場合には、当該リファレンスの取得は、カフ圧が、一般に収縮期血圧として想定される圧力よりも十分大きいと考えられる圧力とされるまでに、取得される必要がある。
【００７７】
また、血圧測定処理において、空気袋２０３の内圧は、上記したリファレンスの取得以外の時点では、空気袋１５１と同じ圧力ではなく、圧電素子２００を測定部位に固定するための予め定められた圧力で制御されていても良い。
【００７８】
図１２は、本実施の形態において設けられた空気袋２０３による圧電素子２００の固定の効果を説明するための図である。
【００７９】
図１２（Ａ）は、図１０を参照して説明したように、カフ１５０において空気袋２０３が設けられ、適宜空気袋２０３の内圧が加圧された状態での、血圧測定時のカフ圧の変化（データＤ１１）と、当該カフ圧の変化に伴う圧電素子２００の表面電位の変化（データＤ１１）を示す図である。
【００８０】
一方、図１２（Ｂ）は、図１３に示すように、カフ１５０において圧電素子２００を固定するための空気袋を備えられていない血圧計における、血圧測定時のカフ圧の変化に対する圧電素子の表面電位の変化（データＤ２２）を示す図である。
【００８１】
図１２（Ｂ）のデータＤ２２と比較して、図１２（Ａ）のデータＤ１１では、カフ圧が低下する過程において、圧電素子２００の表面電位の振幅の増大の開始（測定時間２２秒辺り）の開始、振幅の極大、および、振幅が減少しリファレンスと同等となる直前のタイミング（測定時間２８．５秒辺り）が、視認可能となっている。
【００８２】
一方、図１２（Ｂ）のデータＤ２２では、図１２（Ａ）に対して縦軸方向に拡大して（縦軸における電位の目盛りの間隔が小さくされて）表示されているにも拘わらず、図１２（Ａ）のデータＤ１１において見られた、カフ圧に変化に応じた上記の振幅の変化が、視認できなくなっている。
【００８３】
これは、図１３に示したように、圧電素子２００を測定部位に固定する空気袋２０３が設けられていないことにより、圧電素子２００が、血圧測定において比較的不安定な状態となり、動脈の血流による振動以外の、腕Ａ（図３参照）自体の動きが雑音として含まれていることに基づくと考えられる。
【００８４】
以上説明したように、本実施の形態では、カフ１５０において、圧電素子２００をより安定して測定部位に密着させることができ、これにより、測定部位の動脈の血流が、より確実に圧電素子２００の検出出力へと反映されることとなる。
【００８５】
［外部騒音に対しての、コロトコフ音に基づく血圧測定との対比］
図１４は、一般に実施されている、コロトコフ音に基づく血圧測定と、本明細書に記載された各実施の形態における圧電素子２００の検出出力に基づく血圧測定を対比して説明するための図である。
【００８６】
図１４（Ａ）では、血圧測定時におけるカフ圧の変化を示している。
図１４（Ｂ）および図１４（Ｃ）は、血圧計１００の比較例である血圧計１００Ｘ（図１６参照）における、カフ圧の変化に応じた、マイク１００Ｙによって検出されるＫ音の音量の変化を示す。なお、図１４（Ｂ）は、外部騒音がない状況で血圧測定がされた際の結果であり、図１４（Ｃ）は、外部騒音が比較的大きい状況で血圧測定がされた際の結果である。
【００８７】
図１４（Ｄ）は、血圧計１００における、図１４（Ａ）のカフ圧の変化に伴う、圧電素子２００の表面電位の変化の一例を示す。
【００８８】
図１４（Ｂ）を参照して、カフ圧が、圧ＰＭに調整された後、低減される過程において、コロトコフ音の音量（図１４（Ｂ）における出力の上下方向の振幅）は、カフ圧が収縮期血圧に相当する圧まで低下した時点で増加を開始し、その後カフ圧の低下とともに増加した後減少し、そして、カフ圧が被測定者の拡張期血圧に相当する圧力とされたところで、急激に減少する。
【００８９】
図１４（Ｄ）に示された圧電素子２００の表面電位の振幅についても、同様に、被測定者の収縮期血圧に相当する圧までカフ圧が低下すると、表面電位の振幅は増加を開始し、カフ圧の低下とともに、当該振幅は増加し、その後減少し、そして、カフ圧が被測定者の拡張期血圧に相当する圧力となるところを境に、当該振幅は急激に減少する。
【００９０】
一方、図１４（Ｃ）に示された音量には、カフ圧が変化しているほぼ全期間において、比較的に大きなノイズが乗っている。これは、マイク１００Ｙが外部で発生している騒音を拾っていることに起因する。そして、このようなノイズのため、カフ圧が被測定者の収縮期血圧や拡張期血圧に対応した圧となっていることに起因する音量の変化を認識することが、図１４（Ｂ）や図１４（Ｄ）と比較して、困難になっている。
【００９１】
つまり、血圧測定において、マイクを用いたコロトコフ音の検出に基づく血圧測定では、血圧計１００（血圧計１００Ｘ）の周辺において騒音がないまたは比較的小さい場合には、図１４（Ｂ）を参照して説明したように、比較的正確な血圧測定が可能であると考えられるが、血圧計１００（血圧計１００Ｘ）の周辺において比較的大きな騒音が発生している場合には、コロトコフ音を検出するためのマイクが外部の騒音を拾ってしまうために、当該マイクの検出出力においてコロトコフ音を判別しにくい状態となっている。
【００９２】
一方、血圧計１００における、圧電素子２００の検出出力に基づく血圧測定であれば、圧電素子２００は外部騒音に影響を受けずに、動脈における血流によって生じる生体の歪みを検出することができる。
【００９３】
これにより、本明細書に記載された、圧電素子２００を用いた血圧測定によれば、外部騒音の影響を受けることなく、比較的正確な血圧測定が可能となる。
【００９４】
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。また、以上説明した各実施の形態は、可能な限り組合わせて実施されることが意図される。
【符号の説明】
【００９５】
１００  血圧計、１５０  カフ、１５１，２０３  空気袋、１６１  袋状カバー体、２００  圧電素子、２０１  クッション材、２０２  薄板、２０３  空気袋、２００１  ピエゾフィルム、２００１Ａ，２００１Ｂ  端子部、２００２  銀塗料、２００３  保護層。
【図１】
2012152372.tif 000003
【図２】
2012152372.tif 000004
【図３】
2012152372.tif 000005
【図４】
2012152372.tif 000006
【図５】
2012152372.tif 000007
【図６】
2012152372.tif 000008
【図７】
2012152372.tif 000009
【図８】
2012152372.tif 000010
【図９】
2012152372.tif 000011
【図１０】
2012152372.tif 000012
【図１１】
2012152372.tif 000013
【図１２】
2012152372.tif 000014
【図１３】
2012152372.tif 000015
【図１５】
2012152372.tif 000016
【図１６】
2012152372.tif 000017
【図１４】
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