JP6193161B2 - 血圧計試験装置、その制御方法及び血圧計システム - Google Patents

Description

本発明は、血圧計試験装置、その制御方法及び血圧計システムに関する。

上腕部などの生体の一部にカフを巻き、加圧ポンプによりカフに空気を送って、カフの内部の圧力を高め、その後、カフから徐々に排気して減圧する過程で血圧を測定する自動血圧計がある。自動血圧計は、家庭や医療機関等で多数使用されているが、測定精度を保証する必要があった。そのために血圧計の測定精度を確認することが行われている。血圧計の測定精度を確認するために特許文献１に記載されているような測定精度確認システムがあった。

特許文献１に記載の精度確認システムでは、精度確認を次のように行う。まず、血圧計と精度確認装置のエア管を連通させ、カフの空気袋に対しては遮断する。精度確認装置の圧力発生部は、予め設定された圧力発生パターンに基づいて、通常の血圧測定時において血圧計の圧力センサにて検出される脈圧の変化を再現させた疑似脈波を発生する。疑似脈波は、圧力の最高値（最高圧力）を予め設定された所定値とする波形である。血圧計は、血圧の測定処理を実行し、エア管の内圧変化に基づいて最高血圧値を算出し、算出された値を精度確認装置へ出力する。精度確認装置は入力された最高血圧値を、自身が測定した値と比較して、精度を判定する。

特開２００９−１７２０９７号公報

このように、血圧計の精度を確認するときに発生する疑似脈波は、圧力の最高値（最高圧力）を予め設定された所定値とする波形として圧力発生部で発生されていた。これに対して、本願発明では、血圧計の精度を確認するときに、簡単な構成でカフ内に脈圧変化を発生する構成を提案するものである。

本発明は、血圧計の精度を確認するための血圧計試験装置を、大きなコスト負担をかけずに提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の血圧計試験装置は、制御部と、カフ及び試験対象の血圧計が接続される接続部と、前記接続部を通じて前記カフの内部の排気をする排気弁又は前記接続部を通じて前記カフの内部へ送気をする加圧ポンプと、前記カフの内部の圧力を検出する圧力センサとを備え、前記接続部に接続された試験対象の血圧計が、前記カフの内部の圧力を高めて、その後に前記カフの圧力を徐々に減圧するときに、前記制御部は、前記圧力センサにより前記カフの内部の圧力を検出し、前記検出した圧力に応じて前記排気弁又は前記加圧ポンプを制御して疑似的に脈圧の変化を発生することを特徴とする。

また、本発明の血圧計試験装置の制御方法は、制御部と、カフ及び試験対象の血圧計が接続される接続部と、前記接続部を通じて前記カフの内部の排気をする排気弁又は前記接続部を通じて前記カフの内部へ送気をする加圧ポンプと前記カフの内部の圧力を検出する圧力センサとを備える血圧計試験装置の制御方法であって、前記接続部に接続された試験対象の血圧計が、前記カフの内部の圧力を高めて、その後に前記カフの圧力を徐々に減圧するときに、前記制御部は、前記圧力センサにより検出される前記カフの前記内部の圧力を検出する工程と、前記検出した圧力に応じて前記排気弁又は前記加圧ポンプを制御して疑似的に脈圧の変化を発生する工程とを備えることを特徴とする。

また、本発明の血圧計システムは、血圧を測定する血圧測定モードと、血圧計の試験をする血圧計試験モードとを備える血圧計システムであって、制御部と、カフ又は前記カフ及び試験対象の血圧計が接続される接続部と、前記接続部を通じて前記カフに空気を供給する加圧ポンプと、前記接続部を通じて前記カフの内部の排気をする排気弁及び前記カフの内部の圧力を検出する圧力センサとを備え、前記血圧測定モードでは、前記接続部に前記カフが接続され、前記制御部は、前記カフに前記接続部を通じて空気を供給し、前記カフの内部の圧力を高め、その後、前記排気弁を通じて前記カフを徐々に減圧し、前記減圧するときに前記圧力センサにより脈圧の変化を検出して血圧測定を行い、前記血圧計試験モードでは、前記接続部に前記カフと前記試験対象の血圧計が接続され、前記試験対象の血圧計は、前記カフの内部の圧力を高めて、その後に前記カフの圧力を徐々に減圧し、前記制御部は、前記圧力センサにより前記カフの内部の圧力を検出し、前記検出した圧力に応じて前記排気弁又は加圧ポンプを制御して疑似的に脈圧の変化を発生することを特徴とする。

本発明によれば、血圧計の精度の確認するための血圧計試験装置を、大きなコスト負担をかけずに提供することができる。

本発明の実施形態１に係る血圧計試験装置の概略図。 本発明の実施形態１に係る血圧計試験装置の使用形態を示す概略図。 本発明の実施形態１に係る血圧計試験装置が発生する脈波を説明する概略図。 本発明の実施形態１に係るカフ内の圧力変化を示す概略図。 本発明の実施形態２に係る血圧計システムの概略図。 本発明の実施形態２に係る血圧計システムを血圧計の試験に使用する場合を示す図。 本発明の実施形態２に係る血圧計システムを血圧測定に使用する場合を示す図。 本発明の実施形態２に係る血圧計システムの表示部の概略図。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

［実施形態１］
最初に本実施形態に係る血圧計試験装置１について図１により説明する。本実施形態の血圧計試験装置１は、生体の上腕部に巻くカフを接続するカフ接続部２と、カフ接続部と連通した箇所に設けられて圧力を測定する圧力センサ３を備える。圧力センサ３は接続部２にカフが接続された状態で、カフ内部の圧力を測定する。また血圧計試験装置１全体を制御する制御部４と、制御部４に接続されて血圧を表示する表示部５及び制御部４へ指示を入力するスイッチや各種値を設定するための操作部６を備える。操作部６から、試験で使用する血圧値などを例えばダイヤル入力して設定できるようになっている。

血圧計試験装置１には、カフ接続部２と連通した箇所に排気弁７が設けられている。排気弁７は、数十ミクロンから２００ミクロン程度の幅で開口量を制御できる電気式の弁である。制御部４は、排気弁７を制御して、０．０５〜数ｍｍＨｇ程度の圧力の変化をカフの内部に与えて、疑似的に脈波により発生する圧力の変化を発生する。排気弁７による圧力の変化はカフの内部の圧力を負方向に変化させるが、この圧力の変化は、血圧計の圧力センサには脈圧の変化として検出される。

次に本実施形態の血圧計試験装置１により血圧計の試験を行う場合について説明する。図２に示すように、血圧計試験装置１の接続部２に、カフ１０と試験対象の血圧計１１を接続して、連通させた状態にする。このとき、カフ１０に対して加圧した際の空気が漏れないように気密に接続する。

血圧計試験装置１には試験に使う最高血圧値、最低血圧値及び脈拍値に相当する基準値が制御部４のメモリ８に設定されている。メモリ８には複数種類の基準値を記憶することができる。また、メモリ８には制御部４を制御するＣＰＵ９に命令を実行させるプログラムも格納される。血圧の基準値としては、例えば、最高血圧値は１２０ｍｍＨｇ、最低血圧値は、９０ｍｍＨｇ，脈拍値は８０回／分を設定する。血圧計試験装置１は自身の排気弁７を制御して、圧力センサ３が検出する最高血圧値、最低血圧値などに相当するカフ１０の内部の圧力に応じて、疑似的に脈圧の変化に相当する圧力変化を接続されたカフ１０に与える。

脈波と血圧の関係について図３により説明する。オシロメトリック法による血圧測定では、最初に上腕部に巻いたカフの内部の圧力を高めて、カフにより上腕部の阻血をする。阻血された状態では、脈波によるカフ内部への圧力変化の影響は小さい。このときの脈波をＡ波と呼ぶ。その後、カフの内部の圧力が徐々に低下して、血管壁の振動が出現し始める収縮期（ＳＹＳ）にはやや大きなＢａ波と称する脈波による圧力の変化が圧力センサにより検出される。この時期に検出される圧力が最高血圧値に相当する。さらにカフ内部の圧力を低下させると振動がさらに大きくなり、最大となる。この時期はＢｂ波と呼ばれる脈波が検出される。さらにカフ内部の圧力が低下していくと、振動が急激に減少する。この拡張期（ＤＩＡ）に検出される血圧が最低血圧値に相当する。このときＣａ波と称する脈波が検出される。さらにカフ内部の圧力を低下させると、脈波はさらに小さくなり、Ｃｂ波が検出される。

血圧計試験装置１は、接続部２に接続されて連通している試験対象である血圧計１１が行うカフ１０への加圧と圧力の減少を、血圧計試験装置１自身の圧力センサ３で検出し、カフ１０内部の圧力の変化に応じて図３に示されるような脈波（脈圧の変化）を疑似的に発生する。脈波による圧力の変化は血圧計試験装置１が自身の排気弁７を制御して、微量な排気をすることで行う。図３に示す脈波の例は、オシロメトリック法による血圧測定のアルゴリズムに合った波形になっている。

次に、図２に示した試験対象の血圧計１１と接続された血圧計試験装置１を使って、血圧計１１の精度を確認する方法について説明する。血圧計試験装置１の接続部２に、カフ１０と血圧計１１が接続されて、連通した状態になっている。血圧計試験装置１の電源を入れ、操作部６のスイッチを操作して血圧計１１の試験を開始する。このとき接続部２に接続されたカフ１０は、測定のための疑似腕１８に巻いておく。血圧の基準値が複数設定されているときは、測定したい基準値を操作部６より選択する。選択された基準値は表示部５に表示される。

試験対象の血圧計１１を操作して普通に血圧の測定を開始する。血圧計１１の加圧ポンプ１２が動作してカフ１０の内部の圧力が高められ、例えば１８０ｍｍＨｇになると、血圧計１１の排気弁１３が動作して、１〜１０ｍｍＨｇ／秒でカフ１０の内部の圧力を徐々に低下させる。血圧計試験中のカフ１０内部の圧力変化について図４により説明する。血圧計試験装置１の制御部４は、血圧計１１が、カフ１０内部の圧力を高めた後に徐々に減圧を開始したことを検出して、時刻ｔ１においてＡ波に相当する脈圧をカフ１０内部に与えるように排気弁７を制御する。なお、制御部４によるＡ波の発生は所定速度での圧力の低下の検出やカフ１０内部の圧力が所定の値、例えば１６０ｍｍＨｇになったことを検出して開始されてもよい。

血圧計１１の排気弁１３により徐々に行われる圧力の低下を図４に点線で示す。点線に示す圧力の変化に対して、血圧計試験装置１は排気弁７を制御して、実線で示すように微量な排気による減圧の圧力変化をカフ１０に加えて疑似的に脈圧の変化を発生する。血圧計１１の圧力センサ１７により検出された圧力の変化を血圧計１１が制御部１４において信号処理すると、図３に示すのと同様な脈波が検出される。なお、血圧計試験装置１は、排気弁７の代わりに加圧ポンプを備え、この加圧ポンプを制御して疑似的に脈波により発生する圧力の変化をカフ１０の内部に与えてもよい。この場合、血圧計１１の排気弁１３による圧力低下に対して、加圧ポンプによる微量な加圧の圧力変化が加わる。すなわち、排気弁７の制御による脈圧の変化が血圧計１１の排気弁１３による圧力低下に対して負方向に現れる（図４）のに対し、加圧ポンプの制御による脈圧の変化は血圧計１１の排気弁１３による圧力低下に対して正方向に現れる。

カフ１０の内部の圧力が徐々に低下し、設定された最高血圧値に相当する圧力になるまでは、血圧計試験装置１の制御部４は、排気弁７の開口量と開口時間を制御してＡ波の脈波に相当する脈圧の変化をカフ１０内部に与える。時刻ｔ２で血圧計試験装置１の圧力センサ３が、カフ１０内部の圧力が設定された最高血圧値に相当する値になったことを検出すると、制御部４は排気弁７を制御してＢａ波に相当する脈圧の変化を発生する。その後、圧力が低下して、設定された最低血圧値を検出するまでの間、制御部４は排気弁７を制御してＢｂ波に相当する脈圧の変化を発生する。圧力センサ３が時刻ｔ３で設定された最低血圧値を検出すると、制御部４は排気弁７を制御してＣａ波に相当する脈圧の変化を発生する。その後Ｃｂ波に相当する脈圧の変化を所定回数、例えば５回発生して、カフ１０内部の空気を排気して時刻ｔ４で試験を終了する。

血圧計１１は試験中、普通に血圧を測定する。圧力センサ１７により脈圧の変化を検出し、検出した圧力に基づいて血圧を算出する。血圧計１１が算出した最高血圧値と最低血圧値と、血圧計試験装置１に設定した基準となる最高血圧値と最低血圧値との偏差から、試験対象の血圧計１１の精度を確認することができる。血圧計１１と血圧計試験装置１とを通信回線で接続して、血圧計１１が算出した血圧値を血圧計試験装置１に送って、血圧計試験装置１が血圧計１１の精度を確認するようにしてもよい。その場合、試験対象の血圧計１１の精度に応じて、血圧計試験装置１の表示部５に正常、異常の表示をしてもよい。

また、通信回線により血圧計試験装置１と血圧計１１との間で通信することにより、試験の開始や終了を血圧計試験装置１から血圧計１１へ指示するようにしてもよい。例えば、血圧計試験装置１を操作して、試験を開始すると、血圧計１１に対して血圧測定を指示する。血圧計１１が加圧を開始し、その後、血圧計１１が排気弁１３を制御して徐々にカフ１０の減圧を開始するときに、血圧計１１から血圧計試験装置１に脈波の発生開始を指示するようにしてもよい。

以上のように本発明の血圧計試験装置１は、脈波に相当する脈圧の変化を排気弁７を制御して行っているので、圧力の変化を与える機構が簡単である。また、脈波としてオシロメトリック法に合致した波形を発生することができるので、オシロメトリック法を使った自動血圧計の測定精度の向上が期待できる。また操作部６から血圧計試験装置１に最高血圧値と最低血圧値を複数種類設定しておいた場合、複数の測定基準に対応することができる。

［実施形態２］
本実施形態の血圧計システムは、通常の血圧計として動作する血圧測定モードと血圧計の精度を確認するための試験装置として動作する血圧計試験モードとを備える。実施形態１とは、血圧計として動作させるための加圧ポンプを備えている点で相違する。なお、実施形態１と共通の構成には同じ参照番号を付し、実施形態１と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の血圧計システム２１を図５により説明する。本実施形態の血圧計システム２１は、生体の上腕部に巻くカフを接続する接続部２と、接続部２と連通した箇所に設けられて圧力を測定する圧力センサ３を備える。圧力センサ３はカフが接続部２に接続された状態で、カフ内部の圧力を測定する。また血圧計システム２１全体を制御する制御部４と、制御部４に接続されて血圧や動作モードを表示する表示部５及び制御部４に動作モードなどを設定する操作部６を備える。操作部６から、試験で使用する血圧の基準値などを例えばダイヤル入力して設定できるようにしてもよい。加圧ポンプ２０は、接続部２を通じてカフへ空気を送り、カフの内部の圧力を高める。

血圧計システム２１には、接続部２と連通した箇所に排気弁７が設けられている。排気弁７は、数十ミクロンから２００ミクロン程度の幅で開口量を制御できる電気式の弁である。制御部４は、排気弁７を制御して、血圧測定モードでは、カフが接続された状態で、カフの内部の圧力を所定の速度、例えば１〜１０ｍｍＨｇ／秒で低下させる。また、血圧計試験モードでは、制御部４は、排気弁７を制御して０．０５〜数ｍｍＨｇ程度の減圧の圧力の変化をカフの内部に与えて、疑似的に脈波により発生する圧力の変化を発生する。なお、血圧計試験モードにおいて、制御部４は、加圧ポンプ２０を制御して疑似的に脈波により発生する圧力の変化をカフの内部に与えてもよい。この場合、微量な加圧の圧力変化をカフ１０に加えて疑似的に脈圧の変化を発生する。

本実施形態の血圧計システム２１で血圧計の試験を行う場合は、血圧計システム２１の電源をオンにし、操作部６のスイッチを操作して血圧計試験モードに設定する。図６に示すように血圧計システム２１の接続部２に、カフ１０と試験対象の血圧計１１を接続して、連通させた状態にしておく。以後は、実施形態１で説明したように試験が行われる。血圧計システム２１により試験をする場合も、圧力センサ３が検出する最高血圧値、最低血圧値などに相当するカフ１０の内部の圧力に応じて、血圧計システム２１自身の排気弁７を制御して疑似的に脈圧の変化に相当する圧力変化をカフ１０内部に与える。

次に血圧計システム２１を通常の血圧計として使用する方法について図７により説明する。血圧計システム２１を使って血圧測定をするときは、操作部６を操作して血圧計システム２１を血圧測定モードに設定する。血圧計システム２１の接続部２にカフ２２を接続する。カフ２２を生体の上腕部に巻き付けて、操作部６より血圧測定の開始を指示する。血圧計システム２１は、加圧ポンプ２０を使って、カフ２２の内部の圧力を高める。カフ２２の内部の圧力が所定の圧力、例えば１８０ｍｍＨｇになると、血圧計システム２１は排気弁７を制御して、所定の速度、例えば１〜１０ｍｍＨｇ／秒でカフ２２の内部の圧力を低下させる。圧力を低下させながら、制御部４は圧力センサ３によりカフ２２の内部の圧力変化を検出する。圧力センサ３が検出するカフ２２内部の脈圧の変化に基づいて制御部４が最高血圧値と最低血圧値を算出して表示部５に表示する。

血圧計システムの表示部５には、血圧計試験モードにおいては、図８（ａ）のように基準となる最高血圧値、最低血圧値、脈拍値及び血圧計試験モードであることの表示をする。また、血圧測定モードにおいては、図８（ｂ）のように測定した最高血圧値、最低血圧値、脈拍値及び血圧測定モードであることの表示をする。表示部５に動作モードを表示することにより、どちらのモードで使用しているのか確認できる。

以上のように本実施形態の血圧計システム２１は、排気弁７と圧力センサ３とを血圧計試験モードと血圧測定モードで共通に使用する。構造の主要な部分を共通に利用しているので、両方の機能を実現するためのコストを多く必要としない。また、圧力センサ３が血圧測定モードと血圧計試験モードで共通しているので、血圧計システム２１自身の精度は、別の精度確認装置に対して、血圧測定モードにして血圧計として動作させることにより確認できる。なお、カフ２２の圧力を高めるための加圧ポンプ２０は、電動でも手動でも構わない。

Claims (10)

1. 血圧計の試験をする血圧計試験装置であって、制御部と、カフ及び試験対象の血圧計が接続される接続部と、前記接続部を通じて前記カフの内部の排気をする排気弁又は前記接続部を通じて前記カフの内部へ送気をする加圧ポンプと、前記カフの内部の圧力を検出する圧力センサと、を備え、
   前記接続部に接続された試験対象の血圧計が、前記カフの内部の圧力を高めて、その後に前記カフの圧力を徐々に減圧するときに、
   前記制御部は、前記圧力センサにより前記カフの内部の圧力を検出し、前記検出した圧力に応じて前記排気弁又は加圧ポンプを制御して疑似的に脈圧の変化を発生する
   ことを特徴とする血圧計試験装置。
2. 前記制御部は、前記排気弁の開口量と開口時間を制御することにより前記脈圧を疑似的に発生することを特徴とする請求項１に記載の血圧計試験装置。
3. 前記制御部は前記排気弁の開口量と開口時間を制御して、オシロメトリック法による血圧測定時に検出される脈圧を疑似的に発生することを特徴とする請求項２に記載の血圧計試験装置。
4. 前記制御部には、脈圧を疑似的に発生するときに基準となる最高血圧値、最低血圧値及び脈拍値とが設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の血圧計試験装置。
5. 前記制御部に接続された操作部を備え、前記操作部から前記基準となる最高血圧値、最低血圧値及び脈拍値が入力されて設定されることを特徴とする請求項４に記載の血圧計試験装置。
6. 前記基準となる最高血圧値、最低血圧値及び脈拍値が複数種類設定されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の血圧計試験装置。
7. 制御部と、カフ及び試験対象の血圧計が接続される接続部と、前記接続部を通じて前記カフの内部の排気をする排気弁又は前記接続部を通じて前記カフの内部へ送気をする加圧ポンプと、前記カフの内部の圧力を検出する圧力センサと、を備える血圧計試験装置の制御方法であって、
   前記接続部にされた試験対象の血圧計が、前記カフの内部の圧力を高めて、その後に前記カフの圧力を徐々に減圧するときに、
   前記制御部は、前記圧力センサにより検出される前記カフの前記内部の圧力を検出する工程と、
   前記検出した圧力に応じて前記排気弁又は加圧ポンプを制御して疑似的に脈圧の変化を発生する工程と
   を備えることを特徴とする血圧計試験装置の制御方法。
8. 血圧を測定する血圧測定モードと、血圧計の試験をする血圧計試験モードとを備える血圧計システムであって、制御部と、カフ又は前記カフ及び試験対象の血圧計が接続される接続部と、前記接続部を通じて前記カフに空気を供給する加圧ポンプと、前記接続部を通じて前記カフの内部の排気をする排気弁及び前記カフの内部の圧力を検出する圧力センサと、を備え、
   前記血圧測定モードでは、前記接続部に前記カフが接続され、前記加圧ポンプが、前記カフに前記接続部を通じて空気を供給し、前記カフの内部の圧力を高め、その後、前記排気弁を通じて前記カフを徐々に減圧し、前記減圧するときに前記圧力センサにより脈圧の変化を検出して血圧測定を行い、
   前記血圧計試験モードでは、前記接続部に前記カフと前記試験対象の血圧計が接続され、前記試験対象の血圧計が、前記カフの内部の圧力を高めてその後に前記カフの圧力を徐々に減圧するとき、
   前記制御部は、前記圧力センサにより前記カフの内部の圧力を検出し、前記検出した圧力に応じて前記排気弁又は加圧ポンプを制御して疑似的に脈圧の変化を発生する
   ことを特徴とする血圧計システム。
9. 前記制御部に接続された表示部を備え、前記血圧測定モードにおいては、前記表示部に測定した血圧値を表示し、前記血圧計試験モードにおいては、前記表示部に脈圧を疑似的に発生するときに基準となる最高血圧値、最低血圧値及び脈拍値を表示することを特徴とする請求項８に記載の血圧計システム。
10. 前記制御部に接続された表示部を備え、前記血圧測定モードにおいては、前記表示部に血圧測定中であることを表示し、前記血圧計試験モードにおいては、前記表示部に試験中であることを表示することを特徴とする請求項８又は９に記載の血圧計システム。

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