JP6060649B2 - 血圧計測装置及び血圧計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検者の血圧を計測する装置等に関する。

従来より、超音波を用いて血流や血管径、血圧を計測する装置が考案されている。例えば、特許文献１には、血管径変化と血圧変化とを非線形関係と捉え、血管の硬さを表すスティフネスパラメーターと血管径とから、血圧を推定する手法が開示されている。

特開２００４−４１３８２号公報

特許文献１に開示されている技術は、血管径と血圧との相関特性に基づいて血圧を算出する技術である。しかし、四肢動脈などの比較的細い動脈においては、血管が硬いために、血圧変化に対する血管径の変動は極僅かである。

例えば、手首を流れる橈骨動脈では、拍動に伴う血圧変化が５０［ｍｍＨｇ］程度であるのに対し、血管径の変化は４０［μｍ］程度である。従って、例えば１０［ｍｍＨｇ］の精度で血圧を算出するためには、最低限８［μｍ］の単位での計測が可能な血管径の計測方法が求められる。しかし、この精度を実現する血管径の計測方法は、現実的には困難と考えられる。

本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、血圧の計測精度を向上させるための新しい手法を提案することにある。

以上の課題を解決するための第１の発明は、計測対象部位における計測対象血管の血管径を計測する血管径計測部と、前記計測対象血管の内外圧差が異なる第１状態及び第２状態に前記計測対象部位を順次維持させる制御を行う状態維持制御部と、前記第１状態及び第２状態の時に前記血管径計測部により計測された第１血管径及び第２血管径の差である血管径差と、血圧と前記計測対象血管の血管径との相関特性と、前記第１状態での内外圧差と前記第２状態での内外圧差との差圧とを用いて、被検者の血圧を推定する血圧推定部と、を備えた血圧計測装置である。

また、他の発明として、計測対象部位における計測対象血管の血管径を計測することと、前記計測対象血管の内外圧差が異なる第１状態及び第２状態の時に前記計測された第１血管径及び第２血管径の差である血管径差と、血圧と前記計測対象血管の血管径との相関特性と、前記第１状態での内外圧差と前記第２状態での内外圧差との差圧とを用いて、被検者の血圧を推定することと、を含む血圧計測方法を構成することとしてもよい。

この第１の発明等によれば、計測対象部位における計測対象血管の血管径を計測する。そして、計測対象血管の内外圧差が異なる第１状態及び第２状態の時に計測された第１血管径及び第２血管径の差である血管径差と、血圧と計測対象血管の血管径との相関特性と、第１状態での内外圧差と第２状態での内外圧差との差圧とを用いることで、被検者の血圧を従来よりも正確に推定することができる。

また、第２の発明として、第１の発明の血圧計測装置における前記血圧推定部は、前記差圧を血圧差とみなした当該血圧差と前記血管径差との関係に適合する特性値を前記相関特性から探索する特性値探索部を有し、当該探索した特性値に基づいて前記被検者の血圧を推定する、血圧計測装置を構成することとしてもよい。

この第２の発明によれば、差圧を血圧差とみなした当該血圧差と血管径差との関係に適合する特性値が相関特性から探索されるため、真の血圧を反映した特性値を見つけ出すことができる。このようにして探索した特性値に基づいて被検者の血圧を推定することで、血圧の推定精度を向上させることができる。

また、第３の発明として、第２の発明の血圧計測装置における前記特性値探索部は、前記計測対象部位が無加圧状態の時に前記血管径計測部により計測された血管径に基づいて、前記相関特性のうちの探索範囲を設定する探索範囲設定部を有し、当該設定された探索範囲内で前記特性値を探索する、血圧計測装置を構成することとしてもよい。

この第３の発明によれば、計測対象部位が無加圧状態の時に計測された血管径に基づいて探索範囲が設定される。そして、当該設定された探索範囲内で特性値が探索される。計測対象部位が無加圧状態の時に計測された血管径は、ある程度信頼できる値と考えることができる。そこで、例えば、当該血管径を中心とする所定の範囲を探索範囲として設定し、この探索範囲内で特性値を探索する。これにより、演算量を削減しつつ、特性値を適確に探索することが可能となる。

また、第４の発明として、第１〜第３の何れかの発明の血圧計測装置において、前記第１血管径及び第２血管径は拡張期血管径でなり、前記血圧推定部は、前記相関特性と前記血管径差と前記差圧とを用いて、前記被検者の拡張期血圧を推定する拡張期血圧推定部と、前記拡張期血圧と、前記血管径計測部により計測された血管径の拍動に伴う変動幅と、前記相関特性とを用いて、前記被検者の収縮期血圧を推定する収縮期血圧推定部と、を有する、血圧計測装置を構成することとしてもよい。

この第４の発明によれば、相関特性と血管径差と差圧とを用いて、被検者の拡張期血圧が推定される。そして、拡張期血圧と、血管径計測部により計測された血管径の拍動に伴う変動幅と、相関特性とを用いて、被検者の収縮期血圧が推定される。従って、拡張期血圧が推定できれば、血管径の拍動に伴う変動幅と、相関特性とから、被検者の収縮期血圧を導き出すことができる。

また、第５の発明として、第１〜第３の何れかの発明の血圧計測装置において、前記第１血管径及び第２血管径は収縮期血管径でなり、前記血圧推定部は、前記相関特性と前記血管径差と前記差圧とを用いて、前記被検者の収縮期血圧を推定する収縮期血圧推定部と、前記収縮期血圧と、前記血管径計測部により計測された血管径の拍動に伴う変動幅と、前記相関特性とを用いて、前記被検者の拡張期血圧を推定する拡張期血圧推定部と、を有する、血圧計測装置を構成することとしてもよい。

この第５の発明によれば、相関特性と血管径差と差圧とを用いて、被検者の収縮期血圧が推定される。そして、収縮期血圧と、血管径計測部により計測された血管径の拍動に伴う変動幅と、相関特性とを用いて、被検者の拡張期血圧が推定される。従って、収縮期血圧が推定できれば、血管径の拍動に伴う変動幅と、相関特性とから、被検者の拡張期血圧を導き出すことができる。

また、第６の発明として、第１〜第５の何れかの発明の血圧計測装置において、前記計測対象部位に外圧を加える加圧部と、前記加圧部によって加圧された圧力を検知する圧力検知部と、を更に備え、前記状態維持制御部は、前記加圧部を制御し、前記血圧推定部は、前記第１状態及び第２状態の時に前記圧力検知部により検知された第１圧力及び第２圧力を用いて前記差圧を算出する差圧算出部を有する、血圧計測装置を構成することとしてもよい。

この第６の発明によれば、加圧部によって計測対象部位に外圧が加えられる。また、加圧部によって加圧された圧力が圧力検知部によって検知される。加圧部が計測対象部位に外圧を加える構成のため、簡単に計測対象血管の内外圧差が異なる２つの状態を作り出し、被検者の血圧を推定することが可能となる。

また、第７の発明として、第６の発明の血圧計測装置における前記状態維持制御部は、前記血圧推定部の推定結果に基づいて、前記第１状態及び第２状態の少なくとも一方を変更する前記加圧部の再制御を実行し、前記血圧推定部は、前記再制御によって変更された前記第１状態及び第２状態の時の前記血管径差及び前記差圧を用いて、被検者の血圧を再推定する、血圧計測装置を構成することとしてもよい。

この第７の発明によれば、血圧推定部の推定結果に基づいて、第１状態及び第２状態の少なくとも一方を変更する加圧部の再制御が実行される。そして、再制御によって変更された第１状態及び第２状態の時の血管径差及び差圧を用いて、被検者の血圧が再推定される。例えば、血圧推定部の推定結果が明らかに正しくない値を示しているような場合には、第１状態及び第２状態の少なくとも一方が変更されて再制御が実行され、被検者の血圧が再推定される。このため、より確からしい血圧を求める際のユーザーの手間を省略できる。

超音波血圧計の概略構成図。 血管径と血圧との相関特性の説明図。 血圧推定の原理の説明図。 血圧推定の原理の説明図。 超音波血圧計の機能構成の一例を示すブロック図。 メイン処理の流れを示すフローチャート。 超音波血圧計測処理の流れを示すフローチャート。 血圧推定処理の流れを示すフローチャート。 処理部の機能部の変形例を示す図。 第２血圧推定処理の流れを示すフローチャート。 第３血圧推定処理の流れを示すフローチャート。 第２超音波血圧計測処理の流れを示すフローチャート。

本発明を適用した実施形態として、被検者の上腕を計測対象部位とし、計測対象血管を上腕動脈として、被検者の血圧を計測する血圧計測装置の実施形態について説明する。また、本実施形態では、血圧の推定に係るパラメーター（以下、「血圧推定用パラメーター」と称す。）を算定することによって、血圧計測装置を校正する。本明細書では、血圧推定用パラメーターの値を算定することを、血圧推定用パラメーターの校正と称して説明する。

１．概略構成
図１は、本実施形態の血圧計測に係るシステムの構成図である。この血圧計測システムは、被検者が一方の腕の上腕部に装着して利用可能に構成された超音波血圧計１と、他方の腕の上腕部に巻き付けて使用するカフ型血圧計３とを有して構成される。

カフ型血圧計３は、血圧を感知するカフを被検者の上腕に巻き付け、上腕動脈の血圧を計測する。本実施形態では、カフ型血圧計３は、超音波血圧計１の校正を行うために使用する。校正を行った後は、カフ型血圧計３を取り外し、超音波血圧計１を単体で用いて血圧の計測を行う。

超音波血圧計１は、カフ帯とカフ帯に空気を送り込んで上腕を加圧するための加圧機構とを有する加圧部３０を備え、被検者の測定対象部位を等方的に加圧可能に構成されている。また、超音波血圧計１の本体部には、操作ボタン１２と、液晶表示器１３と、スピーカー１４とが設けられている。

操作ボタン１２は、血圧の計測開始指示や、血圧の計測に係る各種諸量を被検者が操作入力するために用いられる。

液晶表示器１３には、超音波血圧計１による血圧の計測結果が表示される。表示方法としては、血圧の計測値を数値で表示することとしてもよいし、グラフなどで表示することとしてもよい。

スピーカー１４からは、血圧の計測に係る各種の音声ガイダンス等が音出力される。本実施形態では、超音波血圧計１の校正のためにカフ型血圧計３による血圧の計測が必要となる。そのため、例えば、カフ型血圧計３の着脱を指示する音声ガイダンスをスピーカー１４から音出力させるなどしてもよい。

また、超音波血圧計１の本体内部であって、被検者側から見て本体の左部には、超音波センサー２０が設けられている。超音波血圧計１を装着した場合に、被検者の上腕動脈の直上に超音波センサー２０が位置するように超音波センサー２０が位置決めされている。超音波センサー２０は、超音波振動子をアレイ状に配列した超音波の送受信部であり、送信部から数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの超音波のパルス信号或いはバースト信号を上腕動脈に向けて送信する。そして、上腕動脈の前壁及び後壁からの反射波を受信部で受信し、前壁及び後壁の反射波の受信時間差から、上腕動脈の血管径を計測する。

なお、図示を省略しているが、超音波血圧計１の本体部には、機器を統合的に制御するための制御基板が内蔵されている。制御基板には、マイクロプロセッサーやメモリー、超音波の送受信に係る回路、電源回路等が実装されている。

超音波血圧計１とカフ型血圧計３とは、例えば近距離無線通信を利用して、計測データの授受を行うことができるように構成されている。具体的には、カフ型血圧計３を用いて上腕部で計測された血圧が近距離無線通信を利用して超音波血圧計１に送信される。そして、超音波血圧計１は、超音波を用いて計測した血管径とカフ型血圧計３から受信した血圧とを用いて血圧推定用パラメーターの値を算定することで、自装置を校正する。

２．原理
超音波血圧計１が有する加圧部３０により、被検者の上腕が加圧され、上腕動脈が等方的に圧迫される。この上腕動脈の圧迫に伴い、上腕動脈の内外圧差が変化する。本実施形態では、この特性に着目し、上腕動脈に異なる２つの外圧をかけるように加圧部３０を制御する。そして、加圧部３０によって加圧された圧力を検知し、この場合に検知された第１圧力及び第２圧力の差圧を算出する。そして、第１圧力及び第２圧力をかけた時に超音波を用いて計測された第１血管径及び第２血管径の差である血管径差と、血圧と上腕動脈の血管径との相関特性と、算出した差圧とを用いて、被検者の血圧を推定する。

図２は、血管径と血圧との相関特性の一例を示す図である。血管径と血圧とは、ある非線形な相関特性で結びつけることができる。具体的には、血管にかかる圧力と、各血圧時における血管径とを用いて、例えば次式（１）のような相関式で相関特性を表すことができる。
Ｐ＝Ｐｄ・ｅｘｐ［β（Ｄ／Ｄｄ−１）］ ・・・（１）
但し、β＝ｌｎ（Ｐｓ／Ｐｄ）／（Ｄｓ／Ｄｄ−１）

但し、「Ｐｓ」は収縮期血圧（最高血圧）であり、「Ｐｄ」は拡張期血圧（最低血圧）である。また、「Ｄｓ」は収縮期血圧のときの血管径である収縮期血管径であり、「Ｄｄ」は拡張期血圧のときの血管径である拡張期血管径である。また、「β」はスティフネスパラメーターと呼ばれる血管弾性指標値である。本実施形態では、このスティフネスパラメーター「β」を血圧推定用パラメーターとして説明する。

図２では、計測対象血管を第１圧力で加圧した状態（以下、「第１状態」として説明する。）における拡張期の血管径及び血圧でなる座標値を、黒丸の座標値Ｐ１として相関式上にプロットしている。また、計測対象血管を第２圧力で加圧した状態（以下、「第２状態」として説明する。）における拡張期の血管径及び血圧でなる座標値を、白丸の座標値Ｐ２として相関式上にプロットしている。なお、ここでは第２圧力を第１圧力よりも高い圧力として説明する。つまり、第２状態は、第１状態と比べて計測対象血管を強く加圧した状態として説明する。

第２状態では第１状態と比べて計測対象血管に外部から強い圧力がかかるため、計測対象血管の内圧は低くなる。そのため、点Ｐ２は点Ｐ１と比べて血圧が低くなっている。この血圧の減少分は、第１圧力と第２圧力との差圧「ΔＰｏ」に相当する。「ΔＤＨｄ」は、第１状態での拡張期血管径「Ｄｄ１」（以下、「第１拡張期血管径」と称す。）と、第２状態での拡張期血管径「Ｄｄ２」（以下、「第２拡張期血管径」と称す。）との差（以下、「拡張期血管径差」と称す。）である。拡張期血管径差「ΔＤＨｄ」は、超音波を利用して計測することができる。

また、図２では、第１状態での収縮期の血管径及び血圧でなる座標値を、黒三角形の座標値Ｑ１として相関式上のプロットしている。また、第２状態での拡張期の血管径及び血圧でなる座標値を、白三角形の座標値Ｑ２として相関式上にプロットしている。収縮期血圧についても、差圧「ΔＰｏ」分だけ、第２状態での収縮期血圧の方が低くなっている。

また、「ΔＤＨｓ」は、第１状態での収縮期血管径「Ｄｓ１」（以下、「第１収縮期血管径」と称す。）と、第２状態での収縮期血管径「Ｄｄ２」（以下、「第２収縮期血管径」と称す。）との差（以下、「収縮期血管径差」と称す。）である。収縮期血管径差「ΔＤＨｓ」は、超音波を利用して計測することができる。

本実施形態の目的は、被検者の血圧を推定することである。血圧の推定方法としては、（Ａ）最初に拡張期血圧を推定し、推定した拡張期血圧を用いて収縮期血圧を推定する方法と、（Ｂ）最初に収縮期血圧を推定し、推定した収縮期血圧を用いて拡張期血圧を推定する方法とがある。ここでは、（Ａ）の方法を用いて血圧を推定する場合について説明する。なお、詳細は変形例で後述するが、（Ｂ）の方法を用いて血圧を推定することとしてもよいことは勿論である。

図３は、拡張期血圧の推定方法の説明図である。図２で説明した拡張期血管径差「ΔＤＨｄ」を底辺とし、差圧「ΔＰｏ」を高さとするＬ字形図形のパターンを考える。具体的には、図３のグラフの上部に示すようなパターンを考える。このとき、差圧「ΔＰｏ」を高さとする線分の頂点を特性値Ｒとし、拡張期血管径差「ΔＤＨｄ」を底辺とする線分の左端の点に対応する値を特性値Ｓとする。

このとき、例えば、特性値Ｒを相関式上でスライドさせながら、血管径方向に対する誤差が最小となる特性値Ｒ及び特性値Ｓを探索する。つまり、差圧を血圧差とみなした当該血圧差と血管径差との関係に適合する特性値を相関特性から探索する。そして、当該探索した特性値に基づいて被検者の血圧を推定する。

具体的に説明する。特性値Ｒに対応する血管径を「Ｄｄ１」とし、特性値Ｓに対応する血管径を「Ｄｄ２」とする。特性値Ｒに対応する血圧を「Ｐ」とする。また、血圧「Ｐ」から差圧「ΔＰｏ」を減算した血圧「Ｐ−ΔＰｏ」を相関式に代入することで得られる座標値に対応する血管径を「Ｄｄ３」とする。このとき、「Ｅｄ＝Ｄｄ２−Ｄｄ３」によって拡張期誤差を定義し、この拡張期誤差「Ｅｄ」を小さくするように特性値Ｒを相関式上でスライドさせる。

図３において、特性値Ｒ１では拡張期誤差「Ｅｄ＞０」であり、その絶対値も比較的大きな値となっている。特性値をＲ１からＲ２にスライドさせると、拡張期誤差「Ｅｄ」の絶対値は特性値Ｒ１の場合と比べて小さくなる。さらに、特性値をＲ２からＲ３にスライドさせると、拡張期誤差「Ｅｄ」はほぼゼロとなる。この状態から特性値をさらに上方向にスライドさせていくと、拡張期誤差「Ｅｄ」は負の値となる。そして、相関式に沿って特性値を上方向にスライドさせていくと（Ｒ４やＲ５）、拡張期誤差「Ｅｄ」の絶対値は次第に大きくなっていく。

このことから、血圧の値を相関式上で変化させながら、拡張期誤差「Ｅｄ」の絶対値が最小となる特性値を探索することで、差圧「ΔＰｏ」及び拡張期血管径差「ΔＤＨｄ」により定まるパターンに適合する血圧を求めることができる。図３では、特性値Ｒ３及びＳ３が、拡張期誤差「Ｅｄ」の絶対値が最小となる特性値である。従って、この場合は、特性値Ｒ３に対応する血圧を拡張期血圧と推定する。

なお、上記の説明では、血管径方向（図３の横軸方向）に対して「Ｅｄ＝Ｄｄ２−Ｄｄ３」として拡張期誤差を定義し、この拡張期誤差を指標値として血圧差と血管径差との関係に適合する特性値を相関特性から探索したが、指標値は何もこれに限られるわけではない。例えば、血管径方向ではなく血圧方向（図３の縦軸方向）に対して同様に拡張期誤差を定義し、この血圧方向について定義した拡張期誤差が最小となる特性値を探索するようにしてもよい。

図４は、収縮期血圧の推定方法の説明図である。図３で説明した原理に従って拡張期血圧を推定したならば、この推定した拡張期血圧である拡張期血圧推定値に対応する血管径を相関式から求めて、拡張期血管径とする。次いで、超音波を利用して、拍動に伴う血管径変動量「ΔＤ」を計測する。そして、拡張期血管径に血管径変動量「ΔＤ」を加算した血管径を収縮期血管径とする。最終的に、収縮期血管径を相関式に代入することで得られる血圧を収縮期血圧と推定し、これを収縮期血圧推定値とする。

３．機能構成
図５は、超音波血圧計１の機能構成の一例を示すブロック図である。超音波血圧計１は、処理部１００と、超音波センサー２０と、加圧部３０と、操作部２００と、表示部３００と、音出力部４００と、通信部５００と、時計部６００と、記憶部８００とを有して構成される。

超音波センサー２０は、超音波の送受信部であり、超音波の送受信回路を有して構成される。送受信回路は、例えば、送受信制御部１２０から出力される送受信制御信号に従って、超音波の送信モードと受信モードとを時分割方式で切り替えて超音波を送受信する。

送受信回路は、送信用の構成として、所定周波数のパルス信号を生成する超音波発振回路や、生成されたパルス信号を遅延させる送信遅延回路等を有して構成される。また、受信用の構成として、受信信号を遅延させる受信遅延回路や、受信信号から所定の周波数成分を抽出するフィルター、受信信号を増幅する増幅器等を有して構成される。

加圧部３０は、被検者の計測対象部位を加圧する。本実施形態において、加圧部３０は、カフ帯とカフ帯に空気を送り込んで計測対象部位を圧迫するための加圧機構とを有して構成される。加圧部３０は、処理部１００から出力される加圧制御信号に従って加圧動作を行い、加圧状態を示す加圧信号を処理部１００に出力する。

処理部１００は、超音波血圧計１の各部を統括的に制御する制御装置及び演算装置であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のマイクロプロセッサーや、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を有して構成される。

処理部１００は、主要な機能部として、送受信制御部１２０と、血管径算出部１３０と、血圧推定部１４０と、加圧制御部１５０と、圧力検知部１６０とを有する。但し、これらの機能部は一実施例として記載したものに過ぎず、必ずしもこれら全ての機能部を必須構成要素としなければならないわけではない。また、これら以外の機能部を必須構成要素として追加することも可能である。

送受信制御部１２０は、超音波センサー２０による超音波の送受信を制御する。具体的には、超音波センサー２０に対して送受信制御信号を出力し、上記の送信モードと受信モードとを切り替える制御を行う。

血管径算出部１３０は、超音波センサー２０から入力した信号処理結果に基づいて、計測対象血管の血管径を算出する。具体的には、計測対象血管の前壁及び後壁からの超音波の反射波の受信時間差を検出することで、計測対象血管の血管径を算出する。

超音波センサー２０と、送受信制御部１２０と、血管径算出部１３０とによって、計測対象部位における計測対象血管の血管径を計測する血管径計測部１１０が構成される。血管径計測部１１０は、血管径を連続的に計測可能に構成されている。血管径を連続的に計測する手法としては、例えば位相差トラッキング法を適用することができる。なお、位相差トラッキング法それ自体は従来公知であるため、その詳細については説明を省略する。

血圧推定部１４０は、血管径計測部１１０によって計測された血管径と、校正データ８２０に記憶された血圧と血管径との相関特性を表す相関式８２１とを用いて、被検者の血圧を推定する。血圧推定部１４０は、拡張期血圧を推定する拡張期血圧推定部１４１と、収縮期血圧を推定する収縮期血圧推定部１４３とを有する。また、第１状態及び第２状態の時に圧力検知部１６０により検知された第１圧力及び第２圧力を用いて内外圧差の差圧を算出する差圧算出部１４５と、血圧差と血管径差との関係に適合する特性値を相関特性から探索する特性値探索部１４７とを有する。

加圧制御部１５０は、加圧部３０による計測対象部位の加圧を制御する。具体的には、加圧部３０に対して加圧制御信号を出力し、加圧部３０による加圧動作の開始、停止及び終了を制御する。加圧制御部１５０は、計測対象血管の内外圧差が異なる第１状態及び第２状態に計測対象部位を順次維持させる制御を行う状態維持制御部の一種と言える。

圧力検知部１６０は、加圧部３０から出力される加圧信号に従って、加圧部３０によって加圧された圧力を検知する。

操作部２００は、ボタンスイッチ等を有して構成される入力装置であり、押下されたボタンの信号を処理部１００に出力する。操作部２００の操作により、血圧の計測開始指示等の各種指示入力がなされる。操作部２００は、図１の操作ボタン１２に相当する。

表示部３００は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を有して構成され、処理部１００から入力される表示信号に基づく各種表示を行う表示装置である。表示部３００には、血圧推定部１４０によって推定された血圧の推定値等の情報が表示される。表示部３００は、図１の液晶表示器１３に相当する。

音出力部４００は、処理部１００から入力される音出力信号に基づく各種音出力を行う音出力装置である。音出力部４００は、図１のスピーカー１４に相当する。血圧の推定値を音出力部４００から音出力させることとしてもよい。

通信部５００は、処理部１００の制御に従って、装置内部で利用される情報を外部の情報処理装置との間で送受するための通信装置である。この通信部５００の通信方式としては、所定の通信規格に準拠したケーブルを介して有線接続する形式や、クレイドルと呼ばれる充電器と兼用の中間装置を介して接続する形式、近距離無線通信を利用して無線接続する形式等、種々の方式を適用可能である。本実施形態では、通信部５００は、近距離無線通信を利用してカフ型血圧計３との間でデータの送受を行う。

時計部６００は、水晶振動子及び発振回路でなる水晶発振器等を有して構成され、時刻を計時する計時装置である。時計部６００の計時時刻は、処理部１００に随時出力される。

記憶部８００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置を有して構成される。記憶部８００は、超音波血圧計１のシステムプログラムや、送受信制御機能、血管径計測機能、血圧推定機能といった各種機能を実現するための各種プログラム、データ等を記憶している。また、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを有する。

記憶部８００には、プログラムとして、例えば、処理部１００によって読み出され、メイン処理（図６参照）として実行されるメインプログラム８１０が記憶されている。メインプログラム８１０は、超音波血圧計測処理（図７参照）として実行される超音波血圧計測プログラム８１１と、血圧推定処理（図８参照）として実行される血圧推定プログラム８１３とをサブルーチンとして含む。これらの処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。

また、記憶部８００には、データとして、校正データ８２０と、血管径データ８３０と、血圧データ８４０とが記憶される。

校正データ８２０は、校正処理を行うことで求められた血管径と血圧との相関特性が記憶されたデータであり、例えば血管径と血圧との相関式８２１がこれに含まれる。

血管径データ８３０は、血管径計測部１１０によって計測された血管径が記憶されたデータである。拡張期血管径と収縮期血管径とがこれに含まれる。

血圧データ８４０は、血圧推定部１４０によって計測された血圧が記憶されたデータである。拡張期血圧と収縮期血圧とがこれに含まれる。

４．処理の流れ
図６は、処理部１００が、記憶部８００に記憶されているメインプログラム８１０に従って実行するメイン処理の流れを示すフローチャートである。

最初に、送受信制御部１２０が、超音波センサー２０に対して超音波の送受信制御信号を出力することで、超音波の送受信制御を開始する（ステップＡ１）。そして、処理部１００は、被検者に対して、カフ型血圧計３の装着指示を行う（ステップＡ３）。装着指示は、表示部３００に所定のメッセージ等を表示させることで実現してもよいし、音出力部４００から所定の音声ガイダンス等を音出力させることで実現してもよい。

次いで、処理部１００は、拡張期血圧「Ｐｄ」及び収縮期血圧「Ｐｓ」を、通信部５００を介してカフ型血圧計３から取得して、記憶部８００に記憶させる（ステップＡ５）。そして、血管径算出部１３０は、超音波センサー２０で受信された超音波の反射波に基づいて、拡張期血管径「Ｄｄ」及び収縮期血管径「Ｄｓ」を算出し、記憶部８００の血管径データ８３０に記憶させる（ステップＡ７）。

次いで、処理部１００は、血管径と血圧との相関特性を示す相関式８２１を決定して、記憶部８００の校正データ８２０に記憶させる（ステップＡ９）。具体的には、ステップＡ５で取得した拡張期血圧「Ｐｄ」及び収縮期血圧「Ｐｓ」と、ステップＡ７で算出した拡張期血管径「Ｄｄ」及び収縮期血管径「Ｄｓ」とを用いて、式（１）のスティフネスパラメーター「β」の値を算定する。そして、算定したスティフネスパラメーター「β」の値と、拡張期血圧「Ｐｄ」と、拡張期血管径「Ｄｄ」とを用いて、式（１）の相関式を決定する。その後、処理部１００は、被検者に対してカフ型血圧計３の取り外し指示を行う（ステップＡ１１）。

次いで、処理部１００は、血圧の計測タイミングであるか否かを判定する（ステップＡ１３）。そして、計測タイミングであると判定した場合は（ステップＡ１３；Ｙｅｓ）、記憶部８００に記憶されている超音波血圧計測プログラム８１１に従って、超音波血圧計測処理を行う（ステップＡ１５）。

図７は、超音波血圧計測処理の流れを示すフローチャートである。
最初に、加圧制御部１５０は、加圧部３０の加圧動作を開始させるように制御する（ステップＢ１）。一定時間経過後、加圧制御部１５０は、加圧部３０の加圧動作を一時停止させるように制御する（ステップＢ３）。そして、圧力検知部１６０は、加圧部３０の加圧信号に従って、その時の圧力を検知し、これを第１圧力として記憶部８００に一時記憶させる（ステップＢ５）。

血管径計測部１１０は、この状態を第１状態とし、当該第１状態で超音波を用いて血管径Ｄを計測する。そして、その計測結果を、それぞれ第１拡張期血管径「Ｄｄ１」及び第１収縮期血管径「Ｄｓ１」として記憶部８００の血管径データ８３０に記憶させる（ステップＢ７）。

計測が終了したならば、加圧制御部１５０は、第１状態から加圧部３０の加圧動作を再開させるように制御する（ステップＢ９）。一定時間経過後、加圧制御部１５０は、加圧部３０の加圧動作を一時停止させるように制御する（ステップＢ１１）。そして、圧力検知部１６０は、加圧部３０の加圧信号に従って、その時の圧力を検知し、これを第２圧力として記憶部６００に一時記憶する（ステップＢ１３）。

血管径計測部１１０は、この状態を第２状態とし、当該第２状態で超音波を用いて血管径Ｄを計測する。そして、その計測結果を、それぞれ第２拡張期血管径「Ｄｄ２」及び第２収縮期血管径「Ｄｓ２」として記憶部８００の血管径データ８３０に記憶させる（ステップＢ１５）。

なお、本実施形態では、圧力が異なる２状態を作り出して血管径を計測すればよいため、第１状態を無加圧状態（加圧力を０ｍｍＨｇとした状態）として血管径（第１血管径）を計測し、第２状態を所定の加圧力（例えば２０ｍｍＨｇ）で加圧した状態として血管径（第２血管径）を計測することとしてもよい。

また、第１状態から第２状態に遷移するまでの期間は、例えば位相差トラッキング法を用いて、計測対象血管の血管径を連続的に計測するようにすると効果的である。第１血管径と第２血管径とをそれぞれ独立に計測した場合、超音波による血管径の計測精度では十分でない場合がある。つまり、それぞれの加圧状態での血管径の絶対的な値を用いたのでは、血管径差を正しく算出できないおそれがある。しかし、加圧状態を変化させる一連の制御中に連続して血管径を計測するようにすれば、血管径の相対的な変化を捉えることが可能となり、血管径差を正しく算出することができる。

次いで、差圧算出部１４５は、第１圧力と第２圧力との差圧「ΔＰｏ」を算出する（ステップＢ１７）。そして、血圧推定部１４０は、記憶部８００に記憶されている血圧推定プログラム８１３に従って、血圧推定処理を行う（ステップＢ１９）。

図８は、血圧推定処理の流れを示すフローチャートである。この血圧推定処理は、差圧「ΔＰｏ」を血圧差とみなした当該血圧差と血管径差との関係に適合する特性値を相関特性から探索する特性値探索処理とも言える。

先ず、特性値探索部１４７は、拡張期血管径差「ΔＤＨｄ」を算出する（ステップＣ１）。具体的には、ステップＢ７で算出した第１拡張期血管径「Ｄｄ１」と、ステップＢ１５で算出した第２拡張期血管径「Ｄｄ２」とを用いて、「ΔＤＨｄ＝Ｄｄ１−Ｄｄ２」に従って拡張期血管径差を算出する。

次いで、特性値探索部１４７は、血圧を初期設定して「Ｐｎ」とする（ステップＣ３）。血圧の初期値としては、初回の血圧計測では任意の値を設定し、２回目以降の計測では前回計測した血圧の値を設定するなどすることができる。

その後、特性値探索部１４７は、校正データ８２０に記憶されている相関式８２１を用いて、「Ｐｎ」に対応する血管径「Ｄｎ１」を算出する（ステップＣ５）。また、相関式８２１を用いて、「Ｐｎ−ΔＰｏ」に対応する血管径「Ｄｎ２」を算出する（ステップＣ７）。

次いで、特性値探索部１４７は、ステップＣ１で算出した拡張期血管径差「ΔＤＨｄ」と、ステップＣ５で算出した血管径「Ｄｎ１」と、ステップＣ７で算出した血管径「Ｄｎ２」とを用いて、拡張期誤差「Ｅｄ＝（Ｄｎ１−Ｄｎ２）−ΔＤＨｄ」を算出する（ステップＣ９）。

その後、特性値探索部１４７は、ステップＣ９で算出した拡張期誤差「Ｅｄ」の正負の符号が反転したか否かを判定し（ステップＣ１１）、反転しなかったと判定した場合は（ステップＣ１１；Ｎｏ）、拡張期誤差「Ｅｄ」の正負の符号を判定する（ステップＣ１３）。

符号が正であると判定したならば（ステップＣ１３；正）、特性値探索部１４７は、現在の血圧の設定値「Ｐｎ」に１［ｍｍＨｇ］を加算して、設定値「Ｐｎ」を更新する（ステップＣ１５）。また、符号が負であると判定したならば（ステップＣ１３；負）、現在の血圧の設定値「Ｐｎ」から１［ｍｍＨｇ］を減算して、設定値「Ｐｎ」を更新する（ステップＣ１７）。これらのステップの後、ステップＣ５に戻る。

ステップＣ１１において拡張期誤差「Ｅｄ」の正負の符号が反転したと判定したならば（ステップＣ１１；Ｙｅｓ）、拡張期血圧推定部１４１は、正負の符号が反転する前後で拡張期誤差「Ｅｄ」の絶対値が小さい方の「Ｐｎ」を拡張期血圧と推定し、記憶部８００の血圧データ８４０に記憶させる（ステップＣ１９）。

次いで、収縮期血圧推定部１４３は、拍動に伴う血管径変動幅「ΔＤ」を算出する（ステップＣ２１）。具体的には、ステップＢ９で求めた第２拡張期血管径「Ｄｄ２」及び第２収縮期血管径「Ｄｓ２」を用いて、血管径変動幅を「ΔＤ＝Ｄｓ２−Ｄｄ２」として算出する（ステップＣ２１）。

その後、収縮期血圧推定部１４３は、相関式８２１と、ステップＣ１９で推定した拡張期血圧と、ステップＣ２１で算出した血管径変動幅「ΔＤ」とを用いて、収縮期血圧を推定し、記憶部８００の血圧データ８４０に記憶させる（ステップＣ２３）。そして、血圧推定部１４０は、血圧推定処理を終了する。

図７の超音波血圧計測処理に戻り、血圧推定処理を行った後、加圧制御部１５０は、加圧部３０による加圧を終了させるように制御する（ステップＢ２１）。そして、処理部１００は、超音波血圧計測処理を終了する。

図６のメイン処理に戻り、超音波血圧計測処理を行った後、処理部１００は、記憶部８００に記憶されている最新の拡張期血圧推定値及び収縮期血圧推定値で、表示部３００の表示を更新する（ステップＡ１７）。

その後、処理部１００は、血圧の計測を終了するか否かを判定し（ステップＡ１９）、まだ計測を終了しないと判定した場合は（ステップＡ１９；Ｎｏ）、校正タイミングであるか否かを判定する（ステップＡ２１）。この場合における校正タイミングとしては、種々のタイミングを設定することが可能である。例えば、時計部６００の計時時刻が予め定められた時刻（例えば朝の８時）となった場合に、校正タイミングであると判定することとしてもよい。

校正タイミングであると判定したならば（ステップＡ２１；Ｙｅｓ）、処理部１００は、ステップＡ３に戻る。そして、再びカフ型血圧計３を用いた校正を行う。また、校正タイミングではないと判定したならば（ステップＡ２１；Ｎｏ）、処理部１００は、ステップＡ１３に戻る。ステップＡ１９において血圧の計測を終了すると判定したならば（ステップＡ１９；Ｙｅｓ）、処理部１００は、メイン処理を終了する。

５．作用効果
超音波血圧計１は、計測対象部位に外圧を加える加圧部３０を有し、加圧部３０によって加圧された圧力を圧力検知部１６０が検知する。そして、加圧制御部１５０が、加圧部３０を制御し、差圧算出部１４５が、計測対象血管の内外圧差が異なる第１状態及び第２状態の時に圧力検知部１６０により検知された第１圧力及び第２圧力を用いて、内外圧差の差圧を算出する。血圧推定部１４０は、第１状態及び第２状態の時に血管径計測部１１０により計測された第１血管径及び第２血管径の差である血管径差と、血圧と計測対象血管の血管径との相関特性を示す相関式８２１と、差圧算出部１４５によって算出された差圧とを用いて、被検者の血圧を推定する。

異なる圧力で体表面から計測対象部位を加圧するように加圧部３０を動作制御し、計測対象血管を圧迫することで、計測対象血管の内外圧差を変化させることができる。この特性を利用して、血圧と計測対象血管の血管径との相関特性と、第１血管径及び第２血管径の血管径差と、第１圧力及び第２圧力との差圧とを用いて血圧を推定することで、従来の手法と比較して被検者の血圧を正しく推定することが可能となる。

血圧推定部１４０は、差圧を血圧差とみなした当該血圧差と血管径差との関係に適合する特性値を相関特性から探索し、当該探索した特性値に基づいて被検者の血圧を推定する。具体的には、拡張期血圧推定部１４１は、差圧を血圧差とみなした当該血圧差と、拡張期における血管径差とにより定まるパターン（血圧差と血管径差との関係）が、相関式８２１上のどの部分に適合するかを、拡張期誤差に基づいて特性値をずらしながら探索する。そして、拡張期誤差が最小となる特性値から被検者の拡張期血圧を推定する。相関式に沿ってパターンが適合する部分を逐次的に探索する手法により、被検者の拡張期血圧を簡易且つ適切に推定することができる。

上記のようにして拡張期血圧を推定したならば、収縮期血圧推定部１４３は、当該拡張期血圧と、血管径計測部１１０により計測された血管径の拍動に伴う変動幅と、相関式８２１とを用いて、被検者の収縮期血圧を推定する。血管径の拍動に伴う変動幅と、相関式８２３とから、被検者の収縮期血圧を容易に推定することができる。

また、血管径計測部１１０は、血管径を連続的に計測可能に構成されている。そして、血圧推定部１４０は、計測対象部位を第１加圧力で加圧した時の第１血管径と第２加圧力で加圧した時の第２血管径との差から血管径差を算出する。それぞれの圧力で加圧した時の血管径の絶対的な値を見るのではなく、血管径を連続的に計測することで得られる第１血管径と第２血管径との差から血管径差を算出することで、血管径差の算出精度を高め、ひいては血圧推定の正確性を向上させることができる。

６．変形例
本発明を適用可能な実施例は、上記の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。以下、変形例について説明する。なお、上記実施形態と同一の構成やフローチャートの同一のステップについては、同一の符号を付して再度の説明を省略する。

６−１．計測対象血管
上記の実施形態では、計測対象血管を上腕動脈として説明したが、それ以外の血管を計測対象血管としてもよいことは勿論である。本実施形態の手法は、比較的硬い血管を計測対象とした場合に特に効果的であるため、例えば上腕動脈以外の四肢動脈（橈骨動脈や太腿動脈等）を計測対象血管としてもよい。

６−２．超音波血圧計
超音波血圧計は、必ずしも被検者の上腕に装着する装置として構成しなければならないわけではない。例えば、橈骨動脈を計測対象血管として、手首に巻き付けて使用する超音波血圧計としてもよい。また、太腿や足首に巻き付けて使用する超音波血圧計としてもよい。

また、超音波血圧計１とカフ型血圧計３とは、必ずしも異なる腕に装着して計測を行わなければならないわけではない。超音波血圧計１とカフ型血圧計３を装着する腕を同じにすることも可能である。例えば、一方の腕の上腕に超音波血圧計１を装着し、同じ腕の手首に手首式のカフ型血圧計３を装着して、上記の実施形態と同様の手順で計測を行うこととしてもよい。

また、超音波血圧計１とカフ型血圧計３とは、何れもカフによる加圧機構を有している。このため、超音波血圧計１とカフ型血圧計３とを一体的に構成することも可能である。この場合は、血圧計の校正と血圧の推定とを１つの装置で行うことができる。

６−３．血管径の計測方法
上記の実施形態では、超音波を利用した血管径の計測方法を例示したが、血管径の計測方法はこれに限られないことは勿論である。例えば、発光素子から所定波長の光を計測対象の動脈に向けて照射し、その反射光に基づいて、血管径の計測を行う手法（光を利用した血管径の計測方法）を採用してもよい。

６−４．相関特性
上記の実施形態では、血管径と血圧との相関特性として、式（１）で表される相関式を適用する場合を例に挙げて説明した。しかし、式（１）の相関式は一例として記載したものに過ぎず、これ以外の相関式を適用してもよいことは勿論である。非線形の相関式であれば、上記の実施形態と同様の手順で被検者の血圧を推定することが可能である。

なお、記憶部８００には、必ずしも相関式のデータを記憶させる必要はなく、テーブル形式で血管断面指標値（血管径又は血管断面積）と血圧との相関特性を定めたデータ（ルックアップテーブル）を記憶させることとしてもよい。

また、相関式を決定する際に、連続的に計測した収縮期血管径及び拡張期血管径をそれぞれ平均処理し、収縮期血管径の平均値及び拡張期血管径の平均値を用いて相関式を決定することとしてもよい。この場合は、血管径と血圧の相関特性としてより適確な相関式を求めることができるため、当該相関式を用いて血圧を推定することで、血圧の計測精度をより一層向上させることができる。

６−５．校正タイミング
上記の実施形態では、血圧計測の初回時や決められた時刻といったタイミングで超音波血圧計１の校正を行うこととして説明したが、校正を行うタイミング（校正タイミング）は適宜設定可能である。

具体的には、例えば急激な気温の変化により被検者の計測対象血管の性状が変化する場合がある。そこで、温度センサーを内蔵し、血圧計測時の気温を記憶することとし、前回計測時の気温と今回計測時の気温の温度差が所定の閾値を超えたタイミングを校正タイミングとしてもよい。また、ユーザーにより校正が指示されたタイミングを校正タイミングとしてもよいことは勿論である。

６−６．通信方式
上記の実施形態では、超音波血圧計１とカフ型血圧計３との通信方式を無線通信としたが、ケーブルを用いて接続することにより、有線通信としてもよい。また、被検者にカフ型血圧計３を用いて血圧計測を行わせ、その計測値を被検者が超音波血圧計１に手入力するように構成してもよい。

６−７．血圧推定方法
６−７−１．探索範囲を絞り込んで特性値を判定する方法
上記の実施形態では、特性値探索部１４７が、第１圧力と第２圧力との差圧を血圧差とみなした当該血圧差と血管径差との関係に適合する特性値を相関特性から逐次的に探索する方法を例示したが、特性値を探索する方法はこれに限られない。網羅的に特性値を探索するのではなく、探索範囲を絞り込んで探索するように構成することも可能である。

具体的には、特性値探索部１４７が、計測対象部位が無加圧状態の時に血管径計測部１１０により計測された血管径に基づいて、相関特性のうちの探索範囲を設定し、当該設定された探索範囲内で特性値を探索するようにしてもよい。この場合は、図９に示すように、特性値探索部１４７が探索範囲設定部１４７Ａを機能部として有することとし、探索範囲設定部１４７Ａが、加圧部３０による加圧が無い状態（無加圧状態）の時に血管径計測部１１０により計測された血管径に基づいて探索範囲を設定するようにすればよい。

図１０は、この場合に処理部１００の血圧推定部１４０が、図８の血圧推定処理に代えて実行する第２血圧推定処理の流れを示すフローチャートである。この処理の前提として、図７の超音波血圧計測処理では、第１状態を無加圧状態として血管径を計測し、その計測結果を第１拡張期血管径「Ｄｄ１」及び第１収縮期血管径「Ｄｓ１」として記憶することとして説明する。

血圧推定部１４０は、ステップＣ１の後、第１拡張期血管径Ｄｄ１と血管径の計測精度とに基づいて血管径の誤差範囲を算出する（ステップＥ２）。具体的には、血管径計測部１１０の計測誤差を±εとし、第１拡張期血管径Ｄｄ１を基準血管径とする。そして、基準血管径を中心とする±εの血管径範囲を誤差範囲として算出する。以下の説明では、Ｄｄ１〜（Ｄｄ１＋ε）の範囲を「上側誤差範囲」とし、（Ｄｄ１−ε）〜Ｄｄ１の範囲を「下側誤差範囲」として説明する。

次いで、探索範囲設定部１４７Ａは、下側誤差範囲を探索範囲として設定する（ステップＥ３）。無加圧状態で計測した血管径には、計測誤差が含まれ得るものの、その値はある程度信頼できる値と考えることができる。つまり、無加圧状態で計測した血管径の近傍に血管径の真値が存在するはずである。そこで、上側誤差範囲及び下側誤差範囲を探索範囲として特性値を探索する。どちらの誤差範囲から探索を開始してもよいが、ここでは最初に下側誤差範囲を探索範囲とすることとして説明する。

血圧推定部１４０は、探索範囲内で血圧Ｐｎの初期値を設定する（ステップＥ４）。血圧Ｐｎの初期値は、例えば基準血管径Ｄｄ１に対応する血圧としてもよいし、探索範囲のうち基準血管径Ｄｄ１とは逆側の境界の血管径に対応する血圧としてもよい。そして、血圧Ｐｎを所定の刻み幅で変化させながら、探索範囲内で拡張期誤差Ｅｄの正負の符号が変化する点を探索する。

ステップＣ１１において拡張期誤差Ｅｄの正負の符号が変化しなかったと判定したならば（ステップＣ１１；Ｎｏ）、血圧推定部１４０は、拡張期誤差Ｅｄの絶対値が減少する方向に変化しているか否かを判定する（ステップＥ１３）。拡張期誤差Ｅｄの絶対値が減少する方向に変化しているのであれば、やがて拡張期誤差Ｅｄの正負の符号が変化する点が見つかるはずである。しかし、拡張期誤差Ｅｄの絶対値が増加する方向に変化しているのであれば、探索の方向が誤っていることになる。そこで、この場合は、探索対象を逆側の探索範囲に変更する。

すなわち、拡張期誤差Ｅｄの絶対値が減少する方向に変化していると判定したならば（ステップＥ１３；Ｙｅｓ）、血圧推定部１４０は、所定の刻み幅だけ血圧Ｐｎを更新する（ステップＥ１５）。そして、血圧推定部１４０は、更新した血圧Ｐｎに対応する血管径が探索範囲内に含まれるか否かを判定し（ステップＥ１７）、含まれると判定した場合は（ステップＥ１７；Ｙｅｓ）、ステップＣ５に戻る。一方、含まれないと判定した場合は（ステップＥ１７；Ｎｏ）、ステップＥ１９へと処理を移行する。

ステップＥ１３において拡張期誤差Ｅｄの絶対値が減少する方向に変化していないと判定した場合（ステップＥ１３；Ｎｏ）、血圧推定部１４０は、上側及び下側の両方の誤差範囲について探索を実行したか否かを判定する（ステップＥ１９）。まだ上側誤差範囲について探索を実行していないと判定したならば（ステップＥ１９；Ｎｏ）、血圧推定部１４０は、探索範囲を下側誤差範囲から上側誤差範囲に切り替える（ステップＥ２１）。そして、ステップＥ４に戻る。

一方、ステップＥ１９において両方の誤差範囲について探索済みであると判定したならば（ステップＥ１９；Ｙｅｓ）、血圧推定部１４０は、上側及び下側の誤差範囲の中で拡張期誤差Ｅｄの絶対値が最小となった血圧Ｐｎを拡張期血圧と推定する（ステップＥ２３）。そして、ステップＣ２１へと移行する。

このように、無加圧状態で計測された血管径の近傍に設定した誤差範囲内で特性値を探索することで、任意の初期値を設定して特性値を逐次的に探索する場合と比べて、特性値の探索に係る演算量を削減することができる。また、無加圧状態で計測された血管径の近傍に血管径の真値が存在するはずであるため、上記の誤差範囲内で探索を行うことで、特性値として正しい値を求めることが可能となる。

なお、無加圧状態で計測した血管径（基準血管径）を中心に誤差範囲を設定しなければならないわけではなく、基準血管径の前後（上側と下側）で誤差幅が異なる範囲を探索範囲として設定してもよい。血管径の計測精度に基づいて誤差幅を定めるのではなく、任意に設定した値（固定幅）で決め打ちとしてもよい。また、探索を行う際に、下側誤差範囲と上側誤差範囲とに分けて順番に探索を行うのではなく、誤差範囲全体を探索範囲として逐次的に探索を行うこととしてもよい。

６−７−２．拡張期血圧及び収縮期血圧を同時に推定する方法
また、拡張期血圧及び収縮期血圧のうちの何れか一方の血圧を推定した後に他方の血圧を推定するのではなく、血圧と血管径との相関特性と、拡張期血管径及び収縮期血管径それぞれに係る血管径差と、血管径の拍動に伴う変動幅と、差圧とを用いて、被検者の拡張期血圧及び収縮期血圧を同時に推定することも可能である。

図１１は、この場合に処理部１００の血圧推定部１４０が、図８の血圧推定処理に代えて実行する第３血圧推定処理の流れを示すフローチャートである。

最初に、血圧推定部１４０は、複数の拡張期血圧の候補値を設定する（ステップＤ１）。拡張期血圧の候補値の設定方法は任意であるが、例えば１［ｍｍＨｇ］の刻み幅で所定数（例えば２０個）の候補値を設定する。

次いで、血圧推定部１４０は、「ΔＤＨｄ＝Ｄｄ１−Ｄｄ２」に従って拡張期血管径差を算出する（ステップＤ３）。そして、血圧推定部１４０は、ステップＤ１で設定した拡張期血圧の各候補値それぞれについて、ループＡの処理を実行する（ステップＤ５〜Ｄ１７）。

ループＡの処理では、血圧推定部１４０は、校正データ８２０に記憶された相関式８２１を用いて、当該候補値「Ｐｄｎ」に対応する血管径「Ｄｎ１」を算出する（ステップＤ７）。また、血圧推定部１４０は、相関式８２１を用いて、「Ｐｄｎ−ΔＰｏ」の血圧に対応する血管径「Ｄｎ２」を算出する（ステップＤ９）。

次いで、血圧推定部１４０は、ステップＤ３で算出した拡張期血管径差「ΔＤＨｄ」と、ステップＤ７で算出した血管径「Ｄｎ１」と、ステップＤ９で算出した血管径「Ｄｎ２」とを用いて、拡張期誤差「Ｅｄ＝（Ｄｎ１−Ｄｎ２）−ΔＤＨｄ」を算出する（ステップＤ１１）。

その後、血圧推定部１４０は、拍動に伴う血管径変動幅「ΔＤ＝Ｄｓ２−Ｄｄ２」を算出する（ステップＤ１３）。そして、血圧推定部１４０は、相関式８２１と、当該候補値「Ｐｎ」と、血管径変動幅「ΔＤ」とを用いて、収縮期血圧「Ｐｓｎ」を算出して、収縮期血圧の候補値とする（ステップＤ１５）。そして、次の候補値へと処理を移行する。拡張期血圧の全ての候補値についてこれらのステップを行ったならば、ループＡの処理を終了する（ステップＤ１７）。

次いで、血圧推定部１４０は、「ΔＤＨｓ＝Ｄｓ１−Ｄｓ２」に従って収縮期血管径差を算出する（ステップＤ１９）。そして、血圧推定部１４０は、収縮期血圧の各候補値それぞれについて、ループＢの処理を実行する（ステップＤ２１〜Ｄ２９）。

ループＢの処理では、血圧推定部１４０は、相関式８２１を用いて、当該候補値「Ｐｓｎ」に対応する血管径「Ｄｓ１」を算出する（ステップＤ２３）。また、血圧推定部１４０は、相関式８２１を用いて、「Ｐｓｎ−ΔＰｏ」の血圧に対応する血管径「Ｄｓ２」を算出する（ステップＤ２５）。

次いで、血圧推定部１４０は、ステップＤ１９で算出した収縮期血管径差「ΔＤＨｓ」と、ステップＤ２３で算出した血管径「Ｄｓ１」と、ステップＤ２５で算出した血管径「Ｄｓ２」とを用いて、収縮期誤差「Ｅｓ＝（Ｄｓ１−Ｄｓ２）−ΔＤＨｓ」を算出する（ステップＤ２７）。そして、血圧推定部１４０は、次の候補値へと処理を移行する。収縮期血圧の全ての候補値についてこれらのステップを行ったならば、ループＢの処理を終了する（ステップＤ２９）。

その後、血圧推定部１４０は、拡張期血圧の各候補値「Ｐｄｎ」それぞれについて算出した拡張期誤差「Ｅｄ」と、収縮期血圧の各候補値「Ｐｓｎ」それぞれについて算出した収縮期誤差「Ｅｓ」との和を、対応する候補値の組合せ同士で算出する（ステップＤ３１）。そして、血圧推定部１４０は、算出した誤差の和が最小となった候補値の組合せを、拡張期血圧及び収縮期血圧の推定値とし、記憶部８００の血圧データ８４０に記憶させる（ステップＤ３３）。そして、血圧推定部１４０は、第３血圧推定処理を終了する。

６−７−３．収縮期血圧から拡張期血圧を推定する方法
上記の実施形態の血圧推定方法では、最初に拡張期血圧推定部１４１が、相関式と拡張期血管径差と差圧とを用いて、被検者の拡張期血圧を推定する。そして、その後に、収縮期血圧推定部１４３が、拡張期血圧推定部１４１によって推定された拡張期血圧と、血管径計測部１１０により計測された血管径の拍動に伴う変動幅と、相関式とを用いて、被検者の収縮期血圧を推定するものとして説明した。しかし、この手順を逆転させることも可能である。つまり、上記の実施形態で説明した（Ａ）の方法ではなく、（Ｂ）の方法を用いて血圧を推定することも可能である。

具体的には、最初に収縮期血圧推定部１４３が、相関式と収縮期血管径差と差圧とを用いて、被検者の収縮期血圧を推定する。そして、その後に、拡張期血圧推定部１４１が、収縮期血圧推定部１４３によって推定された収縮期血圧と、血管径計測部１１０により計測された血管径の拍動に伴う変動幅と、相関式とを用いて、被検者の拡張期血圧を推定するようにしてもよい。

この場合は、図３で説明した原理に倣って、収縮期血管径差「ΔＤＨｓ」と差圧「ΔＰｏ」とにより定まるパターンが相関式で適合する特性値を判定し、判定した特性値により定まる血圧を収縮期血圧と推定する。その後、図４で説明した原理に倣って、推定した収縮期血圧に対応する血管径（収縮期血管径）を相関式から求め、収縮期血管径から血管径変動幅「ΔＤ」を減算することで拡張期血管径を算出する。そして、算出した拡張期血管径を相関式に代入することで拡張期血圧を推定すればよい。

６−７−４．血圧を再推定する方法
上記の実施形態では、血圧推定処理を１回実行することとして説明した。しかし、１回の血圧推定処理で必ずしも確からしい血圧が推定されるとは限らないため、血圧推定部１４０の推定結果が確からしくないと考えられる場合には、被検者の血圧を再推定するようにしてもよい。

図１２は、この場合に処理部１００の血圧推定部１４０が、図７の超音波血圧計測処理に代えて実行する第２超音波血圧計測処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＢ１９において血圧推定処理を行った後、処理部１００は、血圧推定精度判定処理を行う（ステップＦ２１）。具体的には、例えば過去の血圧の推定結果の履歴に基づいて、今回の血圧推定処理で推定された血圧の精度（正確性）を判定する。この場合は、過去所定回数分（例えば過去１０回分）の血圧の推定値の平均値を算出する。そして、算出した平均値を今回の血圧の推定値と比較し、その差分が所定の閾値を超えている場合に、今回の血圧の推定精度が低いと判定する。

血圧の推定精度が低いと判定したならば（ステップＦ２３；低い）、処理部１００は、ステップＢ９に戻る。つまり、加圧制御部１５０が加圧部３０の加圧動作を再開させるように制御し、１回前の計測で検知した第２圧力よりも強い圧力で計測対象部位を加圧するように動作制御する。ステップＢ９〜Ｆ２３の一連の処理を繰り返し、精度の高い血圧の推定値が得られた時点で（ステップＦ２３；高い）、図７のステップＢ２１へ移行する。

なお、上記の血圧の推定精度の判定方法はあくまでも一例として例示したものに過ぎず、適宜変更可能であることは勿論である。例えば、被検者に対して、自身の平静時における大凡の血圧値を入力するように促し、この入力値に対して血圧の推定値が一定以上乖離している場合に、血圧の推定精度が低いと判定してもよい。

また、上記の処理フローでは、加圧制御部１５０が血圧推定部１４０の推定結果に基づいて、第２状態を変更する加圧部３０の再制御を実行することとして説明したが、第１状態を変更する加圧部３０の再制御を実行することとしてもよいし、第１状態及び第２状態の両方の状態を変更する加圧部３０の再制御を実行することとしてもよい。つまり、血圧推定部１４０の推定結果に基づいて、第１状態及び第２状態の少なくとも一方を変更する加圧部３０の再制御を実行すればよい。

１ 超音波血圧計、 ３ カフ型血圧計、 １２ 操作ボタン、 １３ 液晶表示器、 １４ スピーカー、 ２０ 超音波センサー、 ３０ 加圧部、 １００ 処理部、 ２００ 操作部、 ３００ 表示部、 ４００ 音出力部、 ５００ 通信部、 ６００ 時計部、 ８００ 記憶部

Claims (8)

1. 計測対象部位における計測対象血管の血管径を計測する血管径計測部と、
   前記計測対象血管の内外圧差が異なる第１状態及び第２状態となるように前記計測対象部位に外圧を加える加圧部と、
   前記第１状態及び第２状態の時に前記血管径計測部により計測された第１血管径及び第２血管径の差である血管径差と、血圧と前記計測対象血管の血管径との相関特性と、前記第１状態での内外圧差と前記第２状態での内外圧差との差圧と、を用いて血圧を推定する血圧推定部と、
   を備えた血圧計測装置。
2. 前記血圧推定部は、前記差圧を血圧差とみなした当該血圧差と前記血管径差との関係に適合する特性値を前記相関特性から探索する特性値探索部を有し、当該探索した特性値に基づいて前記被検者の血圧を推定する、
   請求項１に記載の血圧計測装置。
3. 前記特性値探索部は、前記計測対象部位が無加圧状態の時に前記血管径計測部により計測された血管径に基づいて、前記相関特性のうちの探索範囲を設定する探索範囲設定部を有し、当該設定された探索範囲内で前記特性値を探索する、
   請求項２に記載の血圧計測装置。
4. 前記第１血管径及び第２血管径は拡張期血管径でなり、
   前記血圧推定部は、
   前記相関特性と前記血管径差と前記差圧とを用いて、前記被検者の拡張期血圧を推定する拡張期血圧推定部と、
   前記拡張期血圧と、前記血管径計測部により計測された血管径の拍動に伴う変動幅と、前記相関特性とを用いて、前記被検者の収縮期血圧を推定する収縮期血圧推定部と、
   を有する、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の血圧計測装置。
5. 前記第１血管径及び第２血管径は収縮期血管径でなり、
   前記血圧推定部は、
   前記相関特性と前記血管径差と前記差圧とを用いて、前記被検者の収縮期血圧を推定する収縮期血圧推定部と、
   前記収縮期血圧と、前記血管径計測部により計測された血管径の拍動に伴う変動幅と、前記相関特性とを用いて、前記被検者の拡張期血圧を推定する拡張期血圧推定部と、
   を有する、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の血圧計測装置。
6. 前記加圧部によって加圧された圧力を検知する圧力検知部と、
   を更に備え、
   前記血圧推定部は、前記第１状態及び第２状態の時に前記圧力検知部により検知された第１圧力及び第２圧力を用いて前記差圧を算出する差圧算出部を有する、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の血圧計測装置。
7. 前記加圧部は、前記血圧推定部の推定結果に基づいて、前記第１状態及び第２状態の少なくとも一方の加圧条件を変更して加圧し、
   前記血圧推定部は、変更された前記第１状態及び第２状態の時の前記血管径差及び前記差圧を用いて、被検者の血圧を再推定する、
   請求項６に記載の血圧計測装置。
8. 計測対象部位における計測対象血管の血管径を計測することと、
   前記計測対象血管の内外圧差が異なる第１状態及び第２状態の時に前記計測された第１血管径及び第２血管径の差である血管径差と、血圧と前記計測対象血管の血管径との相関特性と、前記第１状態での内外圧差と前記第２状態での内外圧差との差圧とを用いて、被検者の血圧を推定することと、
   を含む血圧計測方法。

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