JP2003275182A - カフの昇圧装置およびそれを備える血圧計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部品点数を少なくし信頼性を維持するのが容易
な、昇圧時間を短縮できるカフの昇圧装置およびそれを
備える血圧計を提供すること。 【解決手段】本発明のカフの昇圧装置およびそれを備え
る血圧計は、カフ１と加圧ポンプ８との間の流体移送路
と加圧ポンプ８と加圧容器７の間の流体移送路とカフ１
と加圧容器７との間の流体移送路とに弁装置４，５，６
を設け、１つの圧力センサ９を弁装置４，５と加圧ポン
プ８を連結する流体移送路に接続することで、ローパワ
ーの弁装置を用いることができると共に、昇圧装置およ
び血圧計の全体の信頼性を維持するのが容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血圧測定に際し
て、生体の一部を圧迫するカフを昇圧する昇圧装置、お
よびそれを備える血圧計に関する。

【０００２】

【従来の技術】血圧測定に際して、上腕部などの生体の
一部に巻回されたカフに空気を圧送してこれを昇圧し、
これにより生体の一部を圧迫する一方、そのカフ内から
空気を徐々に排気することにより圧迫圧力（カフ圧力）
を所定の速度（例えば、２〜３ｍｍＨｇ／秒）で減圧さ
せ、その減圧過程でのカフ圧力の変化に伴い生成消滅す
るコロトコフ音の検出や心拍に同期して生じるカフの圧
力振動（脈波）の大きさの変化を検出することにより、
血圧（最高血圧、最低血圧）を決定する電子血圧計が従
来から提案されている。このような電子血圧計について
は、血圧測定に要する時間を短くするために、血圧測定
に直接関わらないカフの昇圧時間はできるだけ短くする
ことが望ましい。

【０００３】そして、特公平６―５７２００号公報に
は、圧縮空気を蓄積する圧力容器（タンク）を用いて、
カフの昇圧時には、予め蓄積されている圧縮空気をカフ
に放出することで急速にカフ圧力の昇圧を行い、この圧
縮空気の放出だけで目標カフ圧力に達しない場合に、電
磁開閉弁により流体移送路を切り替えて、電動ポンプ
（加圧ポンプ）から空気を圧送することで、昇圧時間を
短縮する昇圧装置を備える血圧計が開示されている。

【０００４】しかしながら、このような従来のカフの昇
圧時間を短縮する血圧計では、図３（特公平６―５７２
００号の第１図）にみるように、カフの圧力と圧力容器
（タンク）の圧力を検出するために、独立した２つの圧
力センサが必要となる構成となっている。圧力センサで
は、精度のよい圧力検出が要求されるため、従来の昇圧
装置では、２つの圧力センサに関わる電子回路は各々に
ついて必要となり（すなわち、精度の要求される電子部
品の点数が多くなり）、それらが調整されて搭載される
必要があった。従って、従来のカフの昇圧装置およびそ
れを備える血圧計は全体として信頼性を維持するのか難
しかった。

【０００５】また、従来のカフの昇圧時間を短縮する血
圧計の配管（流体移送路）の構成では、電磁開閉弁の中
を流れる圧縮空気の流れる方向が変化するようになって
いた。すなわち、図３（特公平６―５７２００号の第１
図）にみるように、電動ポンプからタンクへ圧縮空気を
蓄積する場合とタンクからカフに圧縮空気を放出する場
合で、電磁開閉弁ＭＶ１を通して圧縮空気の流れる方向
が異なっていた。このため、電磁開閉弁ＭＶ１にローパ
ワーで作動する電力消費の少ない電磁開閉弁を用いる場
合には、弁の中を流れる圧縮空気（加圧空気）の流れの
方向によっては、圧縮空気の動圧（流体から受ける圧
力）の影響を受け弁を開いた状態に維持することが難し
かった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、圧力
センサを１つにすることで、部品点数を少なくし信頼性
を維持するのが容易である、昇圧時間を短縮できるカフ
の昇圧装置およびそれを備える血圧計を提供することに
ある。さらに、電磁開閉弁の中を流れる圧縮空気の流れ
る方向を一方向とすることで、ローパワーで作動する電
磁開閉弁を用いることができる、昇圧時間を短縮できる
カフの昇圧装置およびそれを備える血圧計を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記の
（１）（２）（３）（４）（５）（６）（７）の発明に
よって達せられる。 （１）圧縮空気を蓄積する圧力容器と、該圧力容器に圧
縮空気を供給するための加圧ポンプと、生体の一部を圧
迫するためのカフと、該カフと該加圧ポンプとの間の流
体移送路に設けられた第１弁装置と、該圧力容器と該加
圧ポンプとの間の流体移送路に設けられた第２弁装置と
を備え、該第１弁装置と該第２弁装置は該加圧ポンプ側
の流体移送路を介して連結し、圧力センサが該第１弁装
置と該第２弁装置と該加圧ポンプとの間の流体移送路に
接続していることを特徴とするカフの昇圧装置。 （２）該カフと該圧力容器との間の流体移送路に設けら
れた第３弁装置を備え、該第３弁装置と該第１弁装置は
該カフ側の流体移送路を介して連結し、該第３弁装置と
該第２弁装置は該圧力容器側の流体移送路を介して連結
していることを特徴とする上記（１）に記載のカフの昇
圧装置。 （３）微速排気弁と急速排気弁とが、該カフと該第１弁
装置と該第３弁装置との間の流体移送路に接続している
ことを特徴とする上記（２）に記載のカフの昇圧装置。 （４）圧縮空気を蓄積する圧縮空気蓄積手段と、該圧縮
空気蓄積手段に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給
手段と、生体の一部を圧迫するためのカフと、該カフと
該圧縮空気供給手段との間の流体移送路に設けられた第
１弁手段と、該圧縮空気蓄積手段と該圧縮空気供給手段
との間の流体移送路に設けられた第２弁手段とを備え、
該第１弁手段と該第２弁手段は該圧縮空気供給手段側の
流体移送路を介して連結し、圧力検出手段が該第１弁手
段と該第２弁手段と該圧縮空気供給手段との間の流体移
送路に接続していることを特徴とするカフの昇圧装置。 （５）該カフと該圧縮空気蓄積手段との間の流体移送路
に設けられた第３弁手段を備え、該第３弁手段と該第１
弁手段は該カフ側の流体移送路を介して連結し、該第３
弁手段と該第２弁手段は該圧縮空気蓄積手段側の流体移
送路を介して連結していることを特徴とする上記（４）
に記載のカフの昇圧装置。 （６）微速排気手段と急速排気手段とが、該カフと該第
１弁手段と該第３弁手段との間の流体移送路に接続して
いることを特徴とする上記（５）に記載のカフの昇圧装
置。 （７）上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のカフ
の昇圧装置を備える血圧計。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のカフの昇圧装置お
よびそれを備える血圧計を、好適実施例に基いて、詳し
く述べる。

【０００９】図１は、本発明の実施例のカフの昇圧装置
およびそれを備える血圧計の空気系と測定系のブロック
図である。

【００１０】カフ１はチュ−ブ（流体移送路）１７によ
り微速排気弁２、急速排気弁３、圧力センサ（圧力検出
部）９、第１弁装置（第１エア−遮断バルブ）４、第３
弁装置（第３エア−遮断バルブ）６とに連結している。
そして、第１弁装置（第１エア−遮断バルブ）４のカフ
１側のチューブと第３弁装置（第３エア−遮断バルブ）
６のカフ１側のチューブは連結している。すなわち、第
１弁装置（第１エア−遮断バルブ）４と第３弁装置（第
３エア−遮断バルブ）６はカフ１側のチューブ（流体移
送路）１７を介して連結している。

【００１１】エア−貯留タンク（圧力容器）７はチュ−
ブ（流体移送路）１９により第２弁装置（第２エア−遮
断バルブ）５と第３弁装置（第３エア−遮断バルブ）６
とに連結している。そして、第２弁装置（第２エア−遮
断バルブ）５のエア−貯留タンク（圧力容器）７側のチ
ューブと第３弁装置（第３エア−遮断バルブ）６のエア
−貯留タンク（圧力容器）７側のチューブは連結してい
る。すなわち、第２弁装置（第２エア−遮断バルブ）５
と第３弁装置（第３エア−遮断バルブ）６はエア−貯留
タンク（圧力容器）７側のチューブ（流体移送路）１９
を介して連結している。

【００１２】加圧ポンプ８はチュ−ブ（流体移送路）１
８により第１弁装置（第１エア−遮断バルブ）４と第２
弁装置（第２エア−遮断バルブ）５とに連結している。
そして、第１弁装置（第１エア−遮断バルブ）４の加圧
ポンプ８側のチューブと第２弁装置（第２エア−遮断バ
ルブ）５の加圧ポンプ８側のチューブは連結している。
すなわち、第１弁装置（第１エア−遮断バルブ）４と第
２弁装置（第２エア−遮断バルブ）５は、加圧ポンプ８
側のチューブ（流体移送路）１８を介して連結してい
る。また、圧力センサ９は、第１弁装置（第１エア−遮
断バルブ）４と第２弁装置（第２エア−遮断バルブ）５
と加圧ポンプ８の間を連結するチューブ（流体移送路）
１８に接続していて、チューブ（流体移送路）１８の中
の圧力を検出できるようになっている。

【００１３】微速排気弁２は、測定時のカフ１の減圧ス
ピ−ドを２〜３ｍｍＨｇ／秒にコントロ−ルすることが
可能な自立型微速排気弁である。急速排気弁３はノ−マ
ルオ−プンタイプの電磁開閉弁でＣＰＵ１３により制御
される。圧力センサ９は、例えば、ヒズミゲ−ジを使用
したダイヤフラム方式の変換器、あるいは半導体圧力変
換素子が使用される。第１弁装置（第１エア−遮断バル
ブ）４と第２弁装置（第２エア−遮断バルブ）５と第３
弁装置（第３エア−遮断バルブ）６はノ−マルクロ−ズ
タイプの電磁開閉弁でＣＰＵ１３により制御される。加
圧ポンプ８は乾電池２１によってモ−タ駆動するダイヤ
フラム型加圧ポンプでＣＰＵ１３により制御される。加
圧容器（エア−貯留タンク）７は圧縮空気圧に耐える剛
性を持った２００〜５００ｃｃ程度の容積をもつタンク
である。

【００１４】圧力センサ９のアナログ出力は増幅器１０
にて増幅される。増幅器１０からのアナログ出力は、加
圧時のポンプノイズ、および、ＣＰＵ１３の発生するク
ロックノイズである高周波ノイズをカットする遮断周波
数が１５Ｈｚ程度のロ−パスフィルタ１１に入力され
る。ロ−パスフィルタ１１のアナログ出力はＡ／Ｄコン
バ−タ１２によりデジタル値に変換される。ＣＰＵ１３
は定期的（２０ms毎）にＡ／Ｄコンバ−タ１２の出力を
取り込む。圧力センサ９は、前述のように、チューブ１
８の中の圧力を検出するものであるが、後述の処理動作
のフローチャートで説明するように、３つのエアー遮断
バルブの開閉により、カフ圧力とエアー貯留タンク内の
圧力の双方を検出できる。

【００１５】ＣＰＵ１３は、入力された圧力信号（カフ
圧力信号）から、脈波信号を分離してカフ圧力信号と脈
波信号を記憶する記憶機能と記憶した脈波信号から脈波
振幅を演算する脈波レベル検出機能とこの脈波レベルと
カフ圧力信号により最高血圧と最低血圧を決定する機能
を有する。さらに、決定した最高血圧と最低血圧を表示
器１４に表示する機能を有する。電源ＳＷ（スイッチ）
１５は、乾電池２１を接続するスイッチである。端子１
５１からは、急速排気弁３、第１エア−遮断バルブ４、
第２エア−遮断バルブ５、第３エア−遮断バルブ６、加
圧ポンプ８に電源が供給される。端子１５２からは、電
源安定部よって安定にされた電源が、圧力センサ９、ア
ナログ増幅器１０、ローパスフィルタ１１、Ａ／Ｄコン
バ−タ１２、ＣＰＵ１３、表示器１４に供給される。測
定ＳＷ（スイッチ）１６は血圧測定を開始するときにＣ
ＰＵ１３に測定（計測）開始を入力するスイッチであ
る。

【００１６】図２は、本発明の実施例のカフの昇圧装置
およびそれを備える血圧計の具体的な処理動作の概略を
示すフロ−チャ−トである。

【００１７】電源ＳＷ１５をＯＮにすると、第１エア−
遮断バルブ４を開き圧力検出部（圧力センサ）９の出力
について０セットが行われる（ＳＴ１）。その後、第１
エア−遮断バルブ４を閉じ、第２エア−遮断バルブ５を
開き（ＳＴ２）、加圧ポンプ８がＯＮになる（ＳＴ
３）。加圧ポンプ８がＯＮになって、チューブ１８を介
して加圧空気（圧縮空気）のエアー貯留タンク７への送
気（供給）が開始されると、ポンプ駆動時間監視タイマ
ーがスタートして予め設定された規定時間（所定時間）
が経過したか否かがチェックされる（ＳＴ４）。この加
圧空気のエアー貯留タンク７への送気（供給）の間、圧
力センサ９はチューブ１８、１９を介してエアー貯留タ
ンク７の圧力を検出して、加圧空気（圧縮空気）のエア
ー貯留タンク７への蓄積状態を監視する。所定時間が経
過したら加圧ポンプをＯＦＦにし（ＳＴ５）、第２エア
−遮断バルブ５を閉じて（ＳＴ６）、ポンプ駆動時間監
視タイマーをストップする。尚、ここでは、加圧空気の
エアー貯留タンク７への送気は、時間によって制御され
ているが、圧力センサ９により検出されるエアー貯留タ
ンク７の内部の圧力が所定圧力（例えば、４００ｍｍＨ
ｇ）に達すると加圧ポンプをＯＦＦにするように圧力に
よって制御することもできる。

【００１８】測定ＳＷ１６がＯＮにされると（ＳＴ
７）、急速排気弁３を閉じ（ＳＴ８）、第１エア−遮断
バルブ４と第３エア−遮断バルブ６を開き（ＳＴ９）、
チューブ１７、１８を介して圧力センサ９でカフ圧力を
検出しながら、エアー貯留タンク７の内部の圧縮空気を
チューブ１７、１９を通してカフに送気（供給）して、
カフ圧力が第１所定圧力（例えば、１００ｍｍＨｇ）に
達したならば第３エア−遮断バルブ６を閉じる（ＳＴ１
１）。引き続き、加圧ポンプ８をＯＮにして（ＳＴ１
２）、チューブ１７、１８を通して、加圧ポンプの加圧
空気の送気によりカフ圧力を上昇させる。圧力センサ９
によって、カフ圧力が最高血圧以上の第２設定圧力に達
したことを検出したならば（ＳＴ１３）、加圧ポンプを
ＯＦＦにする（ＳＴ１４）。尚、ここでは、エアー貯留
タンク７の内部の圧縮空気のカフへの送給は、圧力セン
サ９で検出されるカフ圧力が第１所定圧力（例えば、１
００ｍｍＨｇ）になった時点で停止するように制御され
ているが、圧力センサ９によって検出されるカフ圧力の
上昇の割合が小さくなる時点でエアー貯留タンク７の内
部の圧縮空気のカフへの送給を停止するように制御する
こともできる。

【００１９】カフ圧力が最高血圧以上の設定圧力（第２
設定圧力）に達して加圧ポンプをＯＦＦにされて後、カ
フ圧力は微速排気弁２により２〜３ｍｍＨｇ／秒で減圧
される。この減圧過程で、チューブ１７、１８を介して
圧力センサ９で検出されるカフ圧力の信号から脈波信号
の抽出が開始され（ＳＴ１５）、脈波レベルとして脈波
振幅が演算され（ＳＴ１６）、演算された脈波振幅がそ
の時点でのカフ圧力と共に記憶される。拍出毎の脈波振
幅は比較され、脈波振幅の最大値（最大脈波振幅）が検
出され（ＳＴ１７）記憶される（ＳＴ１８）。記憶され
た最大脈波振幅から最低血圧と最高血圧に該当する脈波
振幅が演算される。拍出毎の脈波振幅が最低血圧に該当
する振幅となる時点でのカフ圧力を最低血圧として検出
する（ＳＴ１９）。最低血圧が検出されると、急速排気
弁３が開き（ＳＴ２０）、カフ圧力は大気圧まで減圧さ
れる。次に、記憶されている脈波振幅から最高血圧に該
当する振幅となる時点でのカフ圧力が最高血圧として検
出され（ＳＴ２１）、検出された最低血圧と共に、表示
器（ＬＣＤ）１４に表示される（ＳＴ２２）。

【００２０】その後、ＳＴ２に戻り、第１エア−遮断バ
ルブ４を閉じ、第２エア−遮断バルブ５を開き、加圧ポ
ンプ８をＯＮにし（ＳＴ３）、所定時間の圧縮空気の送
給を行い、エア−貯留タンク７に次回の測定の時の昇圧
用のエア−を貯留して、測定ＳＷ１６の入力を待つ。

【００２１】以上、本発明のカフの昇圧装置およびそれ
を備える血圧計の好適実施例を説明したが、本発明の好
適実施例と従来例との大きな相違は、図１と図３の比較
から、明らかなように、本発明では３つの弁装置（エア
−遮断バルブ）と１つの圧力センサを有し、従来例で
は、２つの弁装置（エア−遮断バルブ）と２つの圧力セ
ンサを有するという点である。

【００２２】ところで、弁装置では、開閉のみの制御で
あることから、特に調整される電子部品を多く用いる必
要はないことから故障の可能性は小さい。しかし、圧力
センサでは、精度のよい圧力検出が要求されるため、セ
ンサ毎に、調整された、増幅器、ロ−パスフィルタ、Ａ
／Ｄコンバ−タなど多くの電子部品が必要となり、一般
に、弁装置に比べて、故障の可能性は大きい。

【００２３】そのため、本発明では、カフの昇圧装置お
よび血圧計の全体としては、従来例に比べて、故障の可
能性が小さく、信頼性を維持するのか容易となってい
る。

【００２４】また、本発明のチューブ（流体移送路）と
弁装置の配置では、３つの弁装置（エア−遮断バルブ）
４、５、６のいずれの中においても、圧縮空気（加圧空
気）は、一方向に流れる構成となっている。すなわち、
圧縮空気は、第１エア−遮断バルブ４では、加圧ポンプ
８側からカフ１側に向かい、第２エアー遮断バルブで
は、加圧ポンプ８側からエアー貯留タンク７側に向か
い、第３エアー遮断バルブでは、エアー貯留タンク７側
からカフ１側に向かい、この方向が切り替わることはな
い。このため、圧縮空気の流れの方向によっては、圧縮
空気の動圧（流体から受ける圧力）の影響を受け弁を開
いた状態に維持することが難しいローパワーで作動する
電力消費の少ない弁装置（エアー遮断バルブ）について
も、この動圧の不都合な影響を受けないように配置する
ことで用いることができる。

【００２５】本発明のカフの昇圧装置およびそれを備え
る血圧計については、好適実施例をもとに説明したが、
本発明はこれらに限定されるものではない。特に、実施
例の血圧計は、カフ圧力の減圧過程で生じるカフの圧力
振動（脈波）の大きさの変化を検出することにより、血
圧（最高血圧、最低血圧）を決定するものであるが、拍
動に伴い生成消滅するコロトコフ音により血圧（最高血
圧、最低血圧）を決定するものであってもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の急速
加圧を実現するカフの昇圧装置、およびそれを用いる血
圧計では、１つの圧力センサでカフ圧力と加圧容器の圧
力が検出できるように空気系が構成されていることか
ら、２つの圧力センサ（複数の圧力センサ）を用いてカ
フ圧力と加圧容器の圧力を別々に検出することに比べ
て、精度の要求される電子部品の点数が少なくてすむ。
従って、それらを調整して構成される、カフの昇圧装置
およびそれを用いる血圧計の全体としての信頼性を維持
するのが容易である。さらに、３つの電磁開閉弁と流体
移送路の適切な配置によって、電磁開閉弁の中を流れる
圧縮空気の流れる方向を一方向にすることができること
から、ローパワーで作動する電磁開閉弁を用いることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のカフの昇圧装置およびそれを
備える血圧計の空気系と測定系のブロック図である。

【図２】本発明の実施例のカフの昇圧装置およびそれを
備える血圧計の具体的な処理動作の概略を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図３】従来例のカフの昇圧装置およびそれを備える血
圧計の空気系と測定系のブロック図である。

【符号の説明】

１…カフ ２…微速排気弁 ３…急速排気弁 ４…第１弁装置（第１エア−遮断バルブ） ５…第２弁装置（第２エア−遮断バルブ） ６…第３弁装置（第３エア−遮断バルブ） ７…圧力容器（エアー貯留タンク） ８…加圧ポンプ（電動ポンプ） ９…圧力センサ １０…アナログ増幅器 １１…ローパスフィルタ １２…Ａ／Ｄコンバ−タ １３…ＣＰＵ １４…表示器（ＬＣＤ） １５…電源スイッチ １５１、１５２…端子 １６…測定スイッチ １７、１８、１９…チューブ（流体移送路） ２０…電源安定部 ２１…乾電池

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮空気を蓄積する圧力容器と、該圧力容
   器に圧縮空気を供給するための加圧ポンプと、生体の一
   部を圧迫するためのカフと、該カフと該加圧ポンプとの
   間の流体移送路に設けられた第１弁装置と、該圧力容器
   と該加圧ポンプとの間の流体移送路に設けられた第２弁
   装置とを備え、該第１弁装置と該第２弁装置は該加圧ポ
   ンプ側の流体移送路を介して連結し、圧力センサが該第
   １弁装置と該第２弁装置と該加圧ポンプとの間の流体移
   送路に接続していることを特徴とするカフの昇圧装置。
2. 【請求項２】該カフと該圧力容器との間の流体移送路に
   設けられた第３弁装置を備え、該第３弁装置と該第１弁
   装置は該カフ側の流体移送路を介して連結し、該第３弁
   装置と該第２弁装置は該圧力容器側の流体移送路を介し
   て連結していることを特徴とする請求項１に記載のカフ
   の昇圧装置。
3. 【請求項３】微速排気弁と急速排気弁とが、該カフと該
   第１弁装置と該第３弁装置との間の流体移送路に接続し
   ていることを特徴とする請求項２に記載のカフの昇圧装
   置。
4. 【請求項４】圧縮空気を蓄積する圧縮空気蓄積手段と、
   該圧縮空気蓄積手段に圧縮空気を供給するための圧縮空
   気供給手段と、生体の一部を圧迫するためのカフと、該
   カフと該圧縮空気供給手段との間の流体移送路に設けら
   れた第１弁手段と、該圧縮空気蓄積手段と該圧縮空気供
   給手段との間の流体移送路に設けられた第２弁手段とを
   備え、該第１弁手段と該第２弁手段は該圧縮空気供給手
   段側の流体移送路を介して連結し、圧力検出手段が該第
   １弁手段と該第２弁手段と該圧縮空気供給手段との間の
   流体移送路に接続していることを特徴とするカフの昇圧
   装置。
5. 【請求項５】該カフと該圧縮空気蓄積手段との間の流体
   移送路に設けられた第３弁手段を備え、該第３弁手段と
   該第１弁手段は該カフ側の流体移送路を介して連結し、
   該第３弁手段と該第２弁手段は該圧縮空気蓄積手段側の
   流体移送路を介して連結していることを特徴とする請求
   項４に記載のカフの昇圧装置。
6. 【請求項６】微速排気手段と急速排気手段とが、該カフ
   と該第１弁手段と該第３弁手段との間の流体移送路に接
   続していることを特徴とする請求項５に記載のカフの昇
   圧装置。
7. 【請求項７】請求項１ないし請求項６のいずれかに記載
   のカフの昇圧装置を備える血圧計。