JP6003471B2 - 血圧測定装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、手首に装着して用いる手首式の血圧測定装置及びその制御方法に関する。

手首式の血圧測定装置では、正確な血圧測定を行うために、カフが装着されている手首の高さを心臓の高さとほぼ一致させた状態で測定を開始する必要がある。このため、手首の高さと心臓の高さを一致させるための多くの方法がこれまで提案されている（例えば特許文献１〜４参照）。

特許文献１は、被測定者が肘から先の前腕をテーブルにつけた状態で手首に血圧計の装着を行い、この後、前腕を起こして手首の高さを上げていく使用形態を前提として、手首と心臓との距離をセンサにより測定し、その距離から手首の高さを判定する血圧測定装置を開示している。

特許文献２は、前腕のロール角とピッチ角を用いて、測定部位の高さを判定する血圧測定装置を開示している。

特許文献３は、測定部位を胸に当てた状態で血圧測定を開始させることで、測定部位と心臓の高さを一致させた状態で血圧測定を可能にする血圧測定装置を開示している。

特許文献４は、２軸加速度センサにより検出した測定者の姿勢に基づいて血圧測定の適否を判定し、その判定結果を報知する血圧測定装置を開示している。

特開２００１−１７８６９４号公報 国際公開２００２／３９８９３号公報 特開２０１０−５１３６４号公報 特開２００３−１０２６９３号公報

手首には、小指側にある尺骨に沿う尺骨動脈と、親指側にある橈骨に沿う橈骨動脈との２つの動脈が通っている。そのため、カフによる圧迫圧力が尺骨動脈と橈骨動脈に損失なく均等に伝わる場合、オシロメトリック法により測定される血圧値は、橈骨動脈に生じる脈波と尺骨動脈に生じる脈波の合成波によって決まることになる。

橈骨動脈と尺骨動脈の各々の高さが心臓の高さと同じであれば、合成波によって決まる血圧値は正確な値となる。しかし、橈骨動脈と尺骨動脈のいずれかの高さと心臓の高さとに違いがあると、合成波によって決まる血圧値は誤差を含むことになる。

特許文献１〜４では、橈骨動脈と尺骨動脈の高さについては全く考慮がされていない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、血圧測定精度を高めることが可能な手首式の血圧測定装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の血圧測定装置は、被測定者の手首に装着して用いられる血圧測定装置であって、基準面に対する前記被測定者の前腕のなす角度である傾斜角度を測定する傾斜角度測定部と、前記血圧測定装置の前記前腕を軸とする軸周りの回転角度を測定する回転角度測定部と、前記手首を通る橈骨動脈と尺骨動脈の間の距離情報を取得する距離情報取得部と、前記傾斜角度、前記回転角度、及び前記距離情報を用いて、前記橈骨動脈と前記尺骨動脈の相対位置関係を判定する判定部と、前記相対位置関係に応じた制御を行う制御部と、を備えるものである。

本発明の血圧測定装置の制御方法は、被測定者の手首に装着して用いられる血圧測定装置の制御方法であって、基準面に対する前記被測定者の前腕のなす角度である傾斜角度を測定する傾斜角度測定ステップと、前記血圧測定装置の前記前腕を軸とする軸周りの回転角度を測定する回転角度測定ステップと、前記手首を通る橈骨動脈と尺骨動脈の間の距離情報を取得する距離情報取得ステップと、前記傾斜角度、前記回転角度、及び前記距離情報を用いて、前記橈骨動脈と前記尺骨動脈の相対位置関係を判定する判定ステップと、前記相対位置関係に応じた制御を行う制御ステップと、を備えるものである。

本発明によれば、血圧測定精度を高めることが可能な手首式の血圧測定装置及びその制御方法を提供することができる。

本発明の一実施形態を説明するための手首式の血圧測定装置１の概略構成を示す外観図 図１に示す血圧測定装置１の内部構成を示す図 図１に示す血圧測定装置１の使用形態例を示す図 図３を被測定者４０の頭部側から見た図 被測定者の手首の断面を示す図 図２に示すＣＰＵ２０の機能ブロック図 図１に示す血圧測定装置１の動作を説明するためのフローチャート 図６に示すＣＰＵ２０内の機能ブロックの変形例を示す図 脈波振幅包絡線の一例を示す図 図９の部分拡大図 血圧測定装置１の動作の変形例を説明するためのフローチャート

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態を説明するための手首式の血圧測定装置１の概略構成を示す外観図である。

血圧測定装置１は、本体部１０と、被測定者の手首に巻き付け可能なカフ３０とを備える。本体部１０はカフ３０に取り付けられている。カフ３０は空気袋３１（図２参照）を含んでおり、この空気袋３１にエアチューブ４０が接続されている。

本体部１０の表面には、例えば液晶等により構成される表示部１９と、ユーザ（被測定者）からの指示を受付けるための操作部２１とが配置されている。操作部２１は複数のスイッチを含む。

本明細書においてカフとは、内腔を有する帯状又は筒状の構造物であって、生体の被測定部位（手首）に巻き付けが可能なものを意味し、気体や液体等の流体を内腔に注入することによって被測定者の動脈を圧迫して血圧測定に利用されるもののことを指す。

本体部１０には、後述する加速度センサ１７が内蔵されている。加速度センサ１７は、３軸重力加速度センサであり、図１に示したｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の３方向の重力加速度を検出する。なお、表示部１９の表示面はｘｙ平面と平行である。

図２は、図１に示す血圧測定装置１の内部構成を示す図である。

本体部１０は、エアチューブ４０と接続される圧力センサ１１、ポンプ１２、及び排気弁（以下、弁という）１３と、発振回路１４と、ポンプ駆動回路１５と、弁駆動回路１６と、加速度センサ１７と、動脈検出部１８と、表示部１９と、本体部１０全体を統括制御すると共に各種の演算処理を行う制御部（ＣＰＵ）２０と、操作部２１と、メモリ２２と、本体部１０の各部に電力を供給する電源２３と、を備える。

ポンプ１２は、カフ３０による被測定部位への圧迫圧力（以下、カフ圧とも言う）を増加させるために、空気袋３１に空気を供給する。

弁１３は、空気袋３１内の空気を排出又は封入するために開閉される。

ポンプ駆動回路１５は、ポンプ１２の駆動をＣＰＵ２０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１６は、弁１３の開閉制御をＣＰＵ２０から与えられる制御信号に基づいて行う。

圧力センサ１１は、カフ３０の空気袋３１内の空気圧力を電気信号（カフ圧信号）に変換するセンサである。圧力センサ１１は、一例として静電容量型の圧力センサを用いる。静電容量型の圧力センサは、検出する電気信号に応じて容量値が変化するものである。

発振回路１４は、圧力センサ１１の容量値に基づき発振し、当該容量値に応じた信号をＣＰＵ２０に出力する。ＣＰＵ２０は、発振回路１４から出力されるカフ圧信号を取得することによって、カフ３０内の圧力を検出する。

メモリ２２は、ＣＰＵ２０に所定の動作をさせるためのプログラムやデータを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ワークメモリとしてのＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、測定した血圧データ等を格納するフラッシュメモリとを含む。

動脈検出部１８は、血圧測定装置１が被測定者の手首に装着された状態で、その手首にある橈骨動脈と尺骨動脈の位置を検出する。

動脈検出部１８は、光（例えば赤外線）を照射する発光素子（例えばＬＥＤ）と、発光素子から発光され手首から反射してきた光を受光し電気信号に変換する光電変換素子とにより構成される。発光素子から発光する光は、生体の内部まで到達できる波長であればよい。

この発光素子と光電変換素子のペアを一次元状又は二次元状に並べることで、手首にある橈骨動脈と尺骨動脈を撮像することができ、橈骨動脈と尺骨動脈の位置を検出することができる。

血圧測定装置１では、加速度センサ１７によって検出される情報により、基準面に対する被測定者の前腕のなす角度である傾斜角度θ１と、被測定者の前腕を軸とする軸周りの血圧測定装置１の回転角度θ２とを測定することができる。以下、傾斜角度θ１と回転角度θ２について詳述する。

図３は、血圧測定装置１の使用状態の一例を説明する図である。図４は、図３の使用状態を被測定者４０の頭上から見たときの図である。図３，４において、ＸＹ平面が地面に平行な面であり、Ｚ軸方向が重力方向である。

図３に示すように、血圧測定装置１は、被測定者４０が椅子ＣＨに座り、テーブルＴに肘Ｅを載せた状態で使用される。

図３において、符号Ｓは被測定者４０の肩を示し、符号Ｕは被測定者４０の上腕を示し、符号Ｆは被測定者４０の前腕を示している。

図４に示すように、血圧測定装置１は、本体部１０に設けられる表示部１９の表示面が被測定者４０の掌に対して平行となるように、被測定者の手首に装着して使用される。

また、血圧測定装置１は、被測定者４０が血圧測定装置１を手首に装着してから、肘と手首をテーブルＴに付けた姿勢（以下、前提姿勢）でその使用を開始する。

図３に示すように、基準面であるテーブルＴの上面に対する前腕Ｆのなす角度が傾斜角度θ１となる。基準面はＸＹ平面に平行な面でかつ肘Ｅよりも下の面であればよく、例えば地面としてもよい。

図５は、血圧測定装置１が装着される手首５０の前腕の伸びる方向に直交する方向における断面を示す図である。符号５１は橈骨動脈を示し、符号５２は尺骨動脈を示している。

図５において、破線で示した部分は前提姿勢における手首５０の位置を示している。この前提姿勢から、前腕を軸とする軸周りに手首５０を回転させた状態を実線で示しており、このときの回転角度θ２を加速度センサ１７のｘ軸方向の重力加速度から測定することができる。

また、図５において、橈骨動脈と尺骨動脈の距離ｄは、動脈検出部１８によって撮像された画像から求めることができる。

図５における橈骨動脈と尺骨動脈の基準面からの高さの差はｄｓｉｎθ２となる。また、この高さの差は、傾斜角度θ１によってもかわるため、橈骨動脈と尺骨動脈の基準面からの高さの差は、ｄｓｉｎθ２×ｃｏｓθ１の演算によって求まる。

図６は、図２に示すＣＰＵ２０がＲＯＭに記憶されるプログラムを読み出して実行することにより実現される機能ブロック図である。

ＣＰＵ２０は、血圧測定部２０ａと、動脈間距離情報生成部２０ｂと、動脈相対位置判定部２０ｃと、手首高さ検出部２０ｄと、測定姿勢誘導部２０ｅと、角度測定部２０ｈと、を備える。

これらは、ＣＰＵ２０がメモリ２２に記憶されるプログラムを読み出して実行することで主にＣＰＵ２０に形成される機能であるが、これら機能のうちの一部又は全部がハードウェア構成で形成されてもよい。

血圧測定部２０ａは、発振回路１４から入力されるカフ圧信号から脈波とカフ圧を抽出する。血圧測定部２０ａは、抽出した脈波からその振幅値を算出し、脈波の振幅値とその脈波発生時点でのカフ圧とを対応付けた脈波振幅包絡線のデータを作成する。血圧測定部２０ａは、この脈波振幅包絡線のデータを用いて、最高血圧及び最低血圧といった測定血圧値を決定する。

動脈間距離情報生成部２０ｂは、動脈検出部１８から出力された撮像信号を用いて、被測定者の手首にある橈骨動脈と尺骨動脈の間の距離情報（図５に示したｄ）を生成する。

角度測定部２０ｈは、加速度センサ１７の出力から傾斜角度θ１及び回転角度θ２を演算により求める。

動脈相対位置判定部２０ｃは、角度測定部２０ｈで生成された傾斜角度θ１及び回転角度θ２と、動脈間距離情報生成部２０ｂで生成された距離情報ｄとを用いて、被測定者の手首にある橈骨動脈と尺骨動脈の相対位置関係を判定する。

動脈相対位置判定部２０ｃは、橈骨動脈と尺骨動脈のどちらが基準面に対して高い位置にあるか（橈骨動脈と尺骨動脈の高さの大小関係）、どちらかが高い場合はその高さの差がどのくらいなのかを、相対位置関係として判定する。

動脈相対位置判定部２０ｃは、以下の式（１）により、橈骨動脈と尺骨動脈の基準面からの高さの差ΔＨを算出し、このΔＨから相対位置関係を判定する。

なお、回転角度θ２は、図５において、前提姿勢から左に手首が回転した場合は符号がマイナスとなり、前提姿勢から右に手首が回転した場合は符号がプラスとなる。このため、ΔＨの符号によって、橈骨動脈と尺骨動脈のどちらが高い位置にあるのかを判定することができる。

ΔＨ＝ｄ×ｓｉｎθ２×ｃｏｓθ１ ・・・（１）

手首高さ検出部２０ｄは、角度測定部２０ｈにより算出された傾斜角度θ１と、メモリ２２に予め記憶されている被測定者に関わる各種情報とを用いて、被測定者の手首の心臓に対する高さ（図３に示した血圧測定装置１と被測定者４０の心臓との高さの差ΔＤ）を算出する。

なお、手首高さ検出部２０ｄは、血圧測定装置１の基準面からの高さが、血圧測定装置１が装着される手首の橈骨動脈の基準面からの高さ、又は、血圧測定装置１が装着される手首の尺骨動脈の基準面からの高さと同じとみなして、ΔＤを算出する。

メモリ２２に予め記憶しておく情報は、上腕の長さＬ１、前腕の長さＬ２、被測定者４０の肩Ｓから椅子ＣＨの座面までの距離Ｈａ、椅子ＣＨの座面高さＨｂ、及びテーブルＴの高さＨｃである。Ｌ１、Ｌ２、及びＨａは、被測定者４０の身長から自動的に決めた値としてもよい。Ｈｂ，Ｈｃは、被測定者が手入力できるようにしておけばよい。

図３において、被測定者４０の上腕Ｕと重力方向とのなす角度をθ３とし、肩Ｓから心臓Ｈまでの距離をＨ３とすると、ΔＤは以下の式（２）により求まる。

ΔＤ＝Ｌ２ｓｉｎθ１−｛Ｌ１ｃｏｓθ３−（Ｈ３ｃｏｓθ４）｝ ・・・（２）

ここで、距離Ｈ３は、上腕Ｕの長さＬ１の約半分の値で代用することができる。また、Ｌ１ｃｏｓθ３＝Ｈａｃｏｓθ４−（Ｈｃ−Ｈｂ）であり、この式から、ｃｏｓθ４は以下の式（３）となる。

ｃｏｓθ４＝｛Ｌ１ｃｏｓθ３＋（Ｈｃ−Ｈｂ）｝／Ｈａ ・・（３）

ここで、角度θ３は経験的に既知の値であるため、角度θ３もメモリ２２に予め記憶される。したがって、手首高さ検出部２０ｄは、式（２）に式（３）を代入して得られる式と、傾斜角度θ１及びメモリ２２に記憶された情報とにより、被測定者の手首の心臓に対する高さを算出することができる。

なお、手首の高さの算出方法は上述したものに限らず、特許文献１，２等のよく知られている方法を採用することができる。

測定姿勢誘導部２０ｅは、手首高さ検出部２０ｄによって算出されたΔＤが許容値以下となるように、傾斜角度θ１を誘導するための情報を出力する。この許容値は、要求される血圧測定精度を得られる程度の値としておく。

例えば、測定姿勢誘導部２０ｅは、「前腕を少し手前に傾けてください」、「前腕を少し奥に傾けてください」等のメッセージを表示部１９に表示させることで、ΔＤが許容値以下なるように被測定者を誘導する。

また、測定姿勢誘導部２０ｅは、動脈相対位置判定部２０ｃによって算出されたΔＨ（符号を除く絶対値）が許容値以下となるように、回転角度θ２を誘導するための情報を出力する。この許容値も、要求される血圧測定精度を得られる程度の値としておく。

例えば、測定姿勢誘導部２０ｅは、「手首を右に少し回転させてください」、「手首を左に少し回転させてください」等のメッセージを表示部１９に表示させることで、ΔＨ（符号を除く絶対値）が許容値以下となるように被測定者を誘導する。

次に、以上のように構成された血圧測定装置１の動作を説明する。

図７は、血圧測定装置１の動作を説明するためのフローチャートである。

操作部２１が操作されて血圧測定の開始が指示されると、ＣＰＵ２０は、加速度センサ１７によって検出された情報から、前腕の傾斜角度θ１を測定し（ステップＳ１）、加速度センサ１７によって検出された情報から回転角度θ２を測定する（ステップＳ２）。

また、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１で測定した傾斜角度θ１と、上腕の長さＬ１、前腕の長さＬ２、角度θ３、被測定者４０の肩Ｓから椅子ＣＨの座面までの距離Ｈａ、椅子ＣＨの座面高さＨｂ、及びテーブルＴの高さＨｂの情報とを用いて、式（２），（３）の演算により、ΔＤを算出する（ステップＳ３）。

次に、ＣＰＵ２０は、動脈検出部１８によって撮像された画像から、橈骨動脈と尺骨動脈との距離ｄを算出する（ステップＳ４）。

そして、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１で測定した傾斜角度θ１と、ステップＳ２で測定した回転角度θ２と、ステップＳ４で算出した距離ｄとを用いて、式（１）の演算によりΔＨを算出する（ステップＳ５）。

ＣＰＵ２０は、ステップＳ３で算出したΔＤとステップＳ５で算出したΔＨに基づいて、被測定者の姿勢が血圧測定可能な姿勢となっているか否かを判定する（ステップＳ６）。

ＣＰＵ２０は、ΔＤが許容値以下であり、かつ、ΔＨが許容値以下である場合に、血圧測定可能な姿勢であると判定する。ΔＤとΔＨのいずれかが許容値を超えている場合、ＣＰＵ２０は血圧測定不可能な姿勢であると判定する。

ステップＳ６の判定がＮＯのとき、ＣＰＵ２０は、ΔＤ及びΔＨがともに許容値以下となるような傾斜角度θ１及び回転角度θ２を算出し、傾斜角度θ１及び回転角度θ２が当該算出した角度となるように、被測定者を誘導するための情報を表示部１９に表示させる（ステップＳ７）。そして、ＣＰＵ２０はステップＳ１に処理を戻す。

なお、ステップＳ７では、メッセージ表示に限らず、音声によって姿勢を誘導するようにしてもよい。

ステップＳ６の判定がＹＥＳのとき、ＣＰＵ２０は、カフ３０による加圧を開始し、オシロメトリック法による血圧測定を開始する（ステップＳ８）。

ＣＰＵ２０は、脈波振幅包絡線データから測定血圧値を決定すると、決定した血圧値を表示部１９に表示させて（ステップＳ９）、血圧測定指示に応じた動作を終了する。

以上のように、血圧測定装置１によれば、橈骨動脈と尺骨動脈の基準面からの高さの差ΔＨを許容値以下にした状態で血圧測定を開始することができる。このため、測定される血圧値を誤差の少ないものとすることができ、測定される血圧値の信頼性を高めることができる。

なお、手首の高さと心臓の高さが同じ状態で測定を行うことを前提とするのであれば、図７のステップＳ３の処理は省略することができる。

この場合、図７のステップＳ６では、２つの動脈の高さの差ΔＨが許容値以下か否かを判定し、ΔＨが許容値を超えていたら、ステップＳ７において、ΔＨが許容値以下となるように、姿勢の誘導を行えばよい。

また、血圧測定装置１には動脈検出部１８を設けているが、これは省略してもよい。

動脈検出部１８を省略する場合は、橈骨動脈と尺骨動脈の間の距離情報をメモリ２２に予め記憶しておき、図７のステップＳ４の代わりに、ＣＰＵ２０がメモリ２２から距離情報を取得すればよい。

橈骨動脈と尺骨動脈の間の距離情報は、被測定者が手入力でメモリ２２に記憶できるようにしてもよいし、血圧測定装置１の製造者が、橈骨動脈と尺骨動脈の間の距離の平均的な値をメモリ２２に記憶しておくようにしてもよい。

また、血圧測定部２０ａは、オシロメトリック法により血圧を測定するものとしたが、コロトコフ音を検出して血圧値を測定する方法等の他の方法によって血圧を測定してもよい。

ここまでは、手首と心臓の高さの差ΔＤと、橈骨動脈と尺骨動脈の高さの差ΔＨとがそれぞれ許容値以下となるように被測定者の姿勢を誘導してから血圧測定を行う例を説明した。

以下では、ΔＨが許容値を越えている状態でも血圧測定を可能にし、血圧測定結果を補正することで血圧測定の精度を高める例について説明する。

図８は、図６に示すＣＰＵ２０内の機能ブロックの変形例を示す図である。

図８に示すＣＰＵ２０は、測定姿勢誘導部２０ｅの代わりに測定姿勢誘導部２０ｅ’を設け、更に、血圧補正部２０ｆを追加した点を除いては、図６と同じ構成である。

測定姿勢誘導部２０ｅ’は、手首高さ検出部２０ｄで算出された、手首と心臓の高さの差ΔＤが許容値以下となるように、被測定者の姿勢を誘導するための情報を出力する。

この変形例における血圧測定部２０ａは、手首高さ検出部２０ｄで算出されたΔＤが許容値以下となった場合に、オシロメトリック法による血圧測定を開始し、決定した血圧値を血圧補正部２０ｆに送信する。

血圧補正部２０ｆは、動脈相対位置判定部２０ｃで算出された、橈骨動脈と尺骨動脈の高さの差ΔＨに基づいて、血圧測定部２０ａで決定された測定血圧値を補正し、補正後の血圧値を表示部１９に表示させる。

図９は、脈波振幅包絡線の一例を示す図である。図１０は、図９の部分拡大図である。図９には、包絡線Ａと包絡線Ｂと包絡線Ｃが示されている。

包絡線Ａは、カフ３０の圧迫圧力が損失することなく橈骨動脈に全て伝わっており、尺骨動脈の圧迫は不十分な場合に血圧測定部２０ａにより生成される脈波振幅の包絡線である。

包絡線Ｂは、カフ３０の圧迫圧力が損失することなく尺骨動脈に全て伝わっており、橈骨動脈の圧迫は不十分な場合に血圧測定部２０ａにより生成される脈波振幅の包絡線である。

包絡線Ｃは、カフ３０の圧迫圧力が損失することなく橈骨動脈と尺骨動脈のそれぞれに全て伝わっている場合に血圧測定部２０ａにより生成される脈波振幅の包絡線である。

なお、図９は、尺骨動脈よりも橈骨動脈の方が地面からの高さが５ｃｍ高いとき（ΔＨ＝５ｃｍのとき）のデータを示している。

図９に示す脈波振幅の包絡線において、脈波振幅が１となるカフ圧が最高血圧として決定されるものとすると、包絡線Ａにしたがえば、最高血圧は９８［ｍｍＨｇ］となり、包絡線Ｂにしたがえば、最高血圧は１０２［ｍｍＨｇ］となり、包絡線Ｃにしたがえば、最高血圧は１００［ｍｍＨｇ］となる。

本実施形態では、カフ３０によって橈骨動脈と尺骨動脈を均等に圧迫することを前提としている。つまり、カフ３０による圧迫圧力の橈骨動脈への伝達比率と、尺骨動脈への伝達比率との比をａ：ｂ＝１：１となるように、カフ３０の構造設計を行っている。

したがって、橈骨動脈と尺骨動脈の高さが一致しておらず、かつ、橈骨動脈と尺骨動脈のいずれかが心臓の高さと一致している場合、血圧測定部２０ａによって決定される測定血圧値には、その高さの差（上述したΔＨ）に起因する誤差が生じることになる。

２つの動脈間に高さの差ΔＨ（ｃｍ）があると、単位長さあたりの水頭圧（＝０．８ｍｍＨｇ／ｃｍ）にΔＨを乗じて得られる圧力差が２つの動脈間に現れる。

例えば、橈骨動脈が尺骨動脈よりも高い位置にある場合、橈骨動脈と尺骨動脈の圧力差は、図１０に示した包絡線Ａによって決まる最高血圧と包絡線Ｂによって決まる最高血圧との差に相当する。

カフ３０による圧迫圧力の橈骨動脈への伝達比率と、尺骨動脈への伝達比率との比をａ：ｂとし、水頭圧をβとし、図１０に示した包絡線Ｃによって決まる最高血圧をＰとすると、包絡線Ａによって決まる最高血圧Ｐ’は以下の式（４）により求まる。また、包絡線Ｂによって決まる最高血圧Ｐ’’は以下の式（５）により求まる。

Ｐ’＝Ｐ−［β×ΔＨ×｛ａ／（ａ＋ｂ）｝］ ・・・（４）
Ｐ’’＝Ｐ＋［β×ΔＨ×｛ｂ／（ａ＋ｂ）｝］ ・・・（５）
式（４），（５）において、ΔＨは符号も考慮する。

式（４），（５）において、Ｐは血圧測定部２０ａによって決定される値である。また、ΔＨは動脈相対位置判定部２０ｃによって算出される値である。また、ａとｂは、カフ３０の構造によって決まる値である。

血圧測定装置１の基準面からの高さを、血圧測定装置１が装着される手首の橈骨動脈の基準面からの高さと同じとみなして、手首高さ検出部２０ｄがΔＤを算出する場合、つまり、心臓の高さと橈骨動脈の高さをほぼ一致させた状態で血圧測定を開始する場合、血圧補正部２０ｆは、上記Ｐ’を最終的な血圧値として算出すればよい。

一方、血圧測定装置１の基準面からの高さを、血圧測定装置１が装着される手首の尺骨動脈の基準面からの高さと同じとみなして、手首高さ検出部２０ｄがΔＤを算出する場合、つまり、心臓の高さと尺骨動脈の高さをほぼ一致させた状態で血圧測定を開始する場合、血圧補正部２０ｆは、上記Ｐ’’を最終的な血圧値として算出すればよい。

以下、図８に示すＣＰＵ２０の動作を説明する。

図１１は、血圧測定装置１の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。

操作部２１が操作されて血圧測定の開始が指示されると、ＣＰＵ２０は、加速度センサ１７によって検出された情報から、前腕の傾斜角度θ１を測定する（ステップＳ１１）。

次に、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１１で測定した傾斜角度θ１と、上腕の長さＬ１、前腕の長さＬ２、角度θ３、被測定者４０の肩Ｓから椅子ＣＨの座面までの距離Ｈａ、椅子ＣＨの座面高さＨｂ、及びテーブルＴの高さＨｂの情報とを用いて、式（２），（３）の演算により、ΔＤを算出する（ステップＳ１２）。

ＣＰＵ２０は、ステップＳ１２で算出したΔＤに基づいて、被測定者の姿勢が血圧測定可能な姿勢となっているか否かを判定する（ステップＳ１３）。

ＣＰＵ２０は、ΔＤが許容値以下である場合に、血圧測定可能な姿勢であると判定する。ΔＤが許容値を超えている場合、ＣＰＵ２０は血圧測定不可能な姿勢であると判定する。

ステップＳ１３の判定がＮＯのとき、ＣＰＵ２０は、ΔＤが許容値以下となるような傾斜角度θ１を算出し、傾斜角度θ１が当該算出した角度となるように、被測定者を誘導するための情報を表示部１９に表示させる（ステップＳ１４）。そして、ＣＰＵ２０はステップＳ１１に処理を戻す。

ステップＳ１３の判定がＹＥＳのとき、ＣＰＵ２０は、カフ３０による手首への加圧を開始し、オシロメトリック法による血圧測定を開始する（ステップＳ１５）。

ＣＰＵ２０は、カフ圧信号から脈波を抽出し（ステップＳ１６）、脈波振幅包絡線データを生成する（ステップＳ１７）。そして、この脈波振幅包絡線データから最低血圧値及び最高血圧値を決定する（ステップＳ１８）。

次に、ＣＰＵ２０は、動脈検出部１８によって撮像された画像から、橈骨動脈と尺骨動脈との距離ｄを算出する（ステップＳ１９）。また、ＣＰＵ２０は、加速度センサ１７の検出情報から回転角度θ２を測定する（ステップＳ２０）。

そして、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１１で測定した傾斜角度θ１と、ステップＳ２０で測定した回転角度θ２と、ステップＳ１９で算出した距離ｄとを用いて、式（１）の演算によりΔＨを算出する（ステップＳ２１）。

続いて、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１８で決定した最低血圧値及び最高血圧値（それぞれをＰとする）と、ステップＳ２１で算出したΔＨを、式（４）又は（５）に代入して、ステップＳ１８で決定された最低血圧値及び最高血圧値を補正する（ステップＳ２２）。

最後に、ＣＰＵ２０は、ステップＳ２２で補正後の血圧値を表示部１９に表示させて（ステップＳ２３）、血圧測定指示に応じた動作を終了する。

以上のように、図８に示すＣＰＵ２０を搭載する血圧測定装置１によれば、橈骨動脈と尺骨動脈の高さの差ΔＨが許容値を超えた状態で血圧が測定された場合でも、血圧測定部２０ａによって決定された血圧値を、その高さの差ΔＨにしたがって補正するため、誤差のない正確な血圧値を測定することができる。

今回開示された実施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及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。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

開示された血圧測定装置は、被測定者の手首に装着して用いられる血圧測定装置であって、基準面に対する前記被測定者の前腕のなす角度である傾斜角度を測定する傾斜角度測定部と、前記血圧測定装置の前記前腕を軸とする軸周りの回転角度を測定する回転角度測定部と、前記手首を通る橈骨動脈と尺骨動脈の間の距離情報を取得する距離情報取得部と、前記傾斜角度、前記回転角度、及び前記距離情報を用いて、前記橈骨動脈と前記尺骨動脈の相対位置関係を判定する判定部と、前記相対位置関係に応じた制御を行う制御部と、を備えるものである。

開示された血圧測定装置は、前記制御部が、前記相対位置関係にしたがい、前記回転角度を、前記橈骨動脈の前記基準面からの高さと前記尺骨動脈の前記基準面からの高さとの差が予め決められた値以下となる角度に誘導するための情報を出力し、前記判定部により、前記橈骨動脈の前記基準面からの高さと前記尺骨動脈の前記基準面からの高さとの差が予め決められた値以下であると判定された場合に、血圧の測定を開始する血圧測定部を備えるものである。

開示された血圧測定装置は、前記傾斜角度を利用して、前記被測定者の心臓に対する前記手首の高さを検出する高さ検出部を備え、前記制御部は、前記回転角度と前記傾斜角度を、前記橈骨動脈の前記基準面からの高さと前記尺骨動脈の前記基準面からの高さとの差が予め決められた値以下となり、かつ、前記被測定者の心臓に対する前記手首の高さが予め決められた値以下となる角度に誘導するための情報を、前記手首の高さと前記相対位置関係とに基づいて出力し、前記判定部により、前記橈骨動脈の前記基準面からの高さと前記尺骨動脈の前記基準面からの高さとの差が予め決められた値以下であると判定され、かつ、前記高さ検出部により検出される高さが予め決められた値以下である場合に、血圧の測定を開始する血圧測定部を備えるものである。

開示された血圧測定装置は、カフによる前記手首の圧迫圧力の増加過程又は減少過程における前記カフ内の検出圧力から脈波を抽出し、前記脈波の振幅値に基づいて血圧を測定する血圧測定部を備え、前記制御部は、前記血圧測定部により測定された血圧値を前記相対位置関係にしたがって補正するものである。

開示された血圧測定装置は、前記判定部が、前記相対位置関係として、前記橈骨動脈の前記基準面からの高さと前記尺骨動脈の前記基準面からの高さとの差ΔＨと、前記橈骨動脈と前記尺骨動脈の前記基準面からの高さの大小関係とを判定し、前記ΔＨと、単位長さあたりの水頭圧と、前記カフによる前記橈骨動脈への圧迫圧力の伝達率と前記カフによる前記尺骨動脈への圧迫圧力の伝達率との比によって決まる係数とを乗じて得られる値を、前記血圧測定部により測定された血圧値に対し、前記大小関係にしたがって加算又は減算して血圧値を補正するものである。

開示された血圧測定装置は、前記手首に光を照射し前記手首から反射してくる光を受光して電気信号に変換するセンサと、前記センサの出力信号に基づいて前記距離情報を生成する距離情報生成部とを備えるものである。

開示された血圧測定装置の制御方法は、被測定者の手首に装着して用いられる血圧測定装置の制御方法であって、基準面に対する前記被測定者の前腕のなす角度である傾斜角度を測定する傾斜角度測定ステップと、前記血圧測定装置の前記前腕を軸とする軸周りの回転角度を測定する回転角度測定ステップと、前記手首を通る橈骨動脈と尺骨動脈の間の距離情報を取得する距離情報取得ステップと、前記傾斜角度、前記回転角度、及び前記距離情報を用いて、前記橈骨動脈と前記尺骨動脈の相対位置関係を判定する判定ステップと、前記相対位置関係に応じた制御を行う制御ステップと、を備えるものである。

１ 血圧測定装置
１０ 本体部
３０ カフ
１１ 圧力センサ
１７ ３軸加速度センサ
１９ 表示部
２０ ＣＰＵ
２０ａ 血圧測定部
２０ｂ 動脈間距離情報生成部
２０ｃ 動脈相対位置判定部
２０ｄ 手首高さ検出部
２０ｅ，２０ｅ’ 測定姿勢誘導部
２０ｆ 血圧補正部
２０ｈ 角度測定部
２１ 操作部
４０ 被測定者
５０ 手首
５１ 橈骨動脈
５２ 尺骨動脈
ｄ 動脈間距離
Ｆ 前腕
Ｕ 上腕
θ１ 傾斜角度
θ２ 回転角度
ΔＤ 測定部位と心臓Ｈとの高さの差

Claims (7)

1. 被測定者の手首に装着して用いられる血圧測定装置であって、
   基準面に対する前記被測定者の前腕のなす角度である傾斜角度を測定する傾斜角度測定部と、
   前記血圧測定装置の前記前腕を軸とする軸周りの回転角度を測定する回転角度測定部と、
   前記手首を通る橈骨動脈と尺骨動脈の間の距離情報を取得する距離情報取得部と、
   前記傾斜角度、前記回転角度、及び前記距離情報を用いて、前記橈骨動脈と前記尺骨動脈の相対位置関係を判定する判定部と、
   前記相対位置関係に応じた制御を行う制御部と、を備える血圧測定装置。
2. 請求項１記載の血圧測定装置であって、
   前記制御部は、前記相対位置関係にしたがい、前記回転角度を、前記橈骨動脈の前記基準面からの高さと前記尺骨動脈の前記基準面からの高さとの差が予め決められた値以下となる角度に誘導するための情報を出力し、
   前記判定部により、前記橈骨動脈の前記基準面からの高さと前記尺骨動脈の前記基準面からの高さとの差が予め決められた値以下であると判定された場合に、血圧の測定を開始する血圧測定部を備える血圧測定装置。
3. 請求項１記載の血圧測定装置であって、
   前記傾斜角度を利用して、前記被測定者の心臓に対する前記手首の高さを検出する高さ検出部を備え、
   前記制御部は、前記回転角度と前記傾斜角度を、前記橈骨動脈の前記基準面からの高さと前記尺骨動脈の前記基準面からの高さとの差が予め決められた値以下となり、かつ、前記被測定者の心臓に対する前記手首の高さが予め決められた値以下となる角度に誘導するための情報を、前記手首の高さと前記相対位置関係とに基づいて出力し、
   前記判定部により、前記橈骨動脈の前記基準面からの高さと前記尺骨動脈の前記基準面からの高さとの差が予め決められた値以下であると判定され、かつ、前記高さ検出部により検出される高さが予め決められた値以下である場合に、血圧の測定を開始する血圧測定部を備える血圧測定装置。
4. 請求項１記載の血圧測定装置であって、
   カフによる前記手首の圧迫圧力の増加過程又は減少過程における前記カフ内の検出圧力から脈波を抽出し、前記脈波の振幅値に基づいて血圧を測定する血圧測定部を備え、
   前記制御部は、前記血圧測定部により測定された血圧値を前記相対位置関係にしたがって補正する血圧測定装置。
5. 請求項４記載の血圧測定装置であって、
   前記判定部は、前記相対位置関係として、前記橈骨動脈の前記基準面からの高さと前記尺骨動脈の前記基準面からの高さとの差ΔＨと、前記橈骨動脈と前記尺骨動脈の前記基準面からの高さの大小関係とを判定し、
   前記ΔＨと、単位長さあたりの水頭圧と、前記カフによる前記橈骨動脈への圧迫圧力の伝達率と前記カフによる前記尺骨動脈への圧迫圧力の伝達率との比によって決まる係数とを乗じて得られる値を、前記血圧測定部により測定された血圧値に対し、前記大小関係にしたがって加算又は減算して血圧値を補正する血圧測定装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の血圧測定装置であって、
   前記手首に光を照射し前記手首から反射してくる光を受光して電気信号に変換するセンサと、
   前記センサの出力信号に基づいて前記距離情報を生成する距離情報生成部とを備える血圧測定装置。
7. 被測定者の手首に装着して用いられる血圧測定装置の制御方法であって、
   基準面に対する前記被測定者の前腕のなす角度である傾斜角度を測定する傾斜角度測定ステップと、
   前記血圧測定装置の前記前腕を軸とする軸周りの回転角度を測定する回転角度測定ステップと、
   前記手首を通る橈骨動脈と尺骨動脈の間の距離情報を取得する距離情報取得ステップと、
   前記傾斜角度、前記回転角度、及び前記距離情報を用いて、前記橈骨動脈と前記尺骨動脈の相対位置関係を判定する判定ステップと、
   前記相対位置関係に応じた制御を行う制御ステップと、を備える血圧測定装置の制御方法。

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