JP2001128946A

JP2001128946A - 脈波伝播速度情報測定装置

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Publication number: JP2001128946A
Application number: JP31065599A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Nunome; 知弘布目
Original assignee: Nippon Colin Co Ltd
Current assignee: Nippon Colin Co Ltd
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2001-05-15
Anticipated expiration: 2019-11-01
Also published as: JP3213296B2; US6315734B1; EP1095611A1

Abstract

(57)【要約】【目的】正確な脈波伝播速度情報を測定できる脈波伝
播速度情報測定装置を提供する。【解決手段】脈波伝播時間算出手段１２８（Ｓ１０）
により、大ゴム嚢６２によってその上腕６０内の上腕動
脈が圧迫されている状態で、心音マイク１６によって第
２心音IIが検出された時点と、大ゴム嚢６２の上流側に
おいてその大ゴム嚢６２に近接する位置に装着された小
ゴム嚢６４により上腕脈波のノッチが検出された時点と
の時間差が脈波伝播時間ＤＴとして算出される。大ゴム
嚢６２によって上腕６０が圧迫されている状態では、そ
の大ゴム嚢６２よりも上流側においてその大ゴム嚢６２
に近接する位置に装着された小ゴム嚢６４によって検出
される上腕脈波のノッチが明確となることから、ノッチ
の検出時点を正確に決定できる。従って、正確に決定さ
れたノッチの検出時点に基づいて脈波伝播時間ＤＴが算
出されるので、正確な脈波伝播時間ＤＴを算出すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体の動脈内を伝
播する脈波の伝播速度に関連する脈波伝播速度情報、た
とえば脈波伝播速度或いは脈波伝播時間を測定する脈波
伝播速度情報測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】生体内を脈波が伝播する脈波伝播速度に
関連する脈波伝播速度情報を測定する脈波伝播速度情報
測定装置が種々提案されている。脈波伝播速度情報は、
血圧値、動脈硬化度、末梢抵抗などを推定するために用
いることができるからである。

【０００３】前述したように脈波伝播速度情報には、脈
波伝播速度および脈波伝播時間が含まれるが、脈波伝播
速度を求めるには、伝播経路（距離）を脈波伝播時間で
割る必要があるため、いずれにしてもまず脈波伝播時間
を求める必要がある。その脈波伝播時間は以下のように
して測定できる。まず、生体の所定の２部位に第１信号
検出装置および第２信号検出装置をそれぞれ装着する。
そして、第１信号検出装置により第１信号が検出された
時間と、第２信号検出装置により第２信号が検出された
時間との時間差を測定する。この時間差が脈波伝播時間
である。

【０００４】上記第１信号検出装置として生体の胸部に
装着される心音マイクを、上記第２信号検出装置として
生体の頸に装着される頸動脈波センサを用い、第１信号
としてその心音マイクに検出される心音の第２音IIを、
第２信号として頸動脈波センサにより検出され第２心音
IIに対応する頸動脈波のノッチを用い、第２心音が検出
されてから頸動脈波のノッチ（ピーク以降減少傾向にあ
る振幅強度が増加傾向に変化する点であり、切痕ともい
う）が検出されるまでの時間差が脈波伝播時間として算
出されることがある。第２心音IIと頸動脈波のノッチと
に基づいて算出される脈波伝播時間は、生体の中枢にお
ける脈波伝播時間を評価するのに適していると考えられ
ているからである。上記頸動脈波を検出するための頸動
脈波センサとしては、たとえば本出願人が先に出願して
公開された特開平１０−１４６３２２号公報に記載され
ているものが用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、頸動脈波セン
サを生体の頸の適切な位置に装着するには熟練が必要で
あり、頸動脈波センサの装着位置が不適切であると、正
確な頸動脈波が検出できず、誤った部位をノッチとして
検出してしまうことがあり、その結果、算出される脈波
伝播時間が不正確になってしまう場合があった。

【０００６】また、生体の他の部位に装着された脈波検
出装置を信号検出装置として用い、その脈波検出装置に
より検出される脈波のノッチを脈波伝播時間を算出する
ための信号として用いることもあるが、この場合にも、
脈波のノッチが明確でないためにそのノッチの検出時点
が正確に検出されず、脈波伝播時間が不正確になってし
まう場合があった。

【０００７】本発明は以上のような事情を背景として為
されたものであり、その目的とするところは、正確な脈
波伝播速度情報を測定できる脈波伝播速度情報測定装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の要旨とするところは、生体の所定部位におい
て脈波が伝播する際にそれぞれ発生する第１信号および
第２信号に基づいて、生体内を脈波が伝播する脈波伝播
速度に関連する脈波伝播速度情報を測定する脈波伝播速
度情報測定装置であって、(a) 前記生体の所定の第１部
位に装着されてその部位に発生する前記第１信号を検出
する第１信号検出装置と、(b) 前記生体の所定の第２部
位に装着されて、前記第２信号としてその部位内の動脈
に発生する脈波のノッチを検出する脈波検出装置と、
(c) その脈波検出装置の下流側且つその脈波検出装置に
近接する部位に巻回され、その部位の動脈を圧迫する圧
迫帯と、(d) その圧迫帯によりその圧迫帯下の動脈が圧
迫されている状態において、前記第１信号検出装置によ
り第１信号が検出された時点と、前記脈波検出装置によ
りノッチが検出された時点との時間差を算出する脈波伝
播時間算出手段とを、含むことにある。

【０００９】

【発明の効果】このようにすれば、脈波伝播時間算出手
段により、圧迫帯によってその圧迫帯下の動脈が圧迫さ
れている状態で、第１信号検出装置によって第１信号が
検出された時点と、圧迫帯の上流側においてその圧迫帯
に近接する位置に装着された脈波検出装置によりノッチ
が検出された時点との時間差が脈波伝播時間として算出
される。圧迫帯によってその圧迫帯下の動脈が圧迫され
ている状態では、その圧迫帯よりも上流側においてその
圧迫帯に近接する位置に装着された脈波検出装置によっ
て検出される脈波のノッチが明確となることから、ノッ
チの検出時点を正確に決定できる。従って、正確に決定
されたノッチの検出時点に基づいて脈波伝播時間が算出
されるので、正確な脈波伝播時間を算出することができ
る。

【００１０】

【発明の他の態様】ここで、好適には、前記脈波検出装
置は、前記生体の上腕に装着されて上腕脈波のノッチを
検出する上腕脈波検出装置であり、前記圧迫帯は血圧測
定のために前記生体の上腕に装着される血圧測定用ゴム
嚢であり、前記脈波伝播速度情報測定装置は、その血圧
測定用ゴム嚢内の圧迫圧力を変化させる圧力制御装置
と、その圧力制御装置により前記血圧測定用ゴム嚢内の
圧力が徐速変化させられる過程で逐次検出される信号に
基づいて前記生体の血圧を測定する血圧測定手段とをさ
らに含むものである。このようにすれば、脈波伝播速度
情報測定装置により、脈波伝播速度情報に加えて血圧も
測定できる利点がある。

【００１１】また、好適には、前記脈波検出装置は、上
腕に装着される前記血圧測定用ゴム嚢の上流部に装着さ
れる脈波用ゴム嚢を備えてその脈波用ゴム嚢内の圧力変
化に基づいて上腕脈波を検出するものであり、前記血圧
測定用ゴム嚢と上記脈波用ゴム嚢は互いに接触しない状
態で一つの外袋に収容されたものである。このようにす
れば、脈波伝播速度情報を測定するために前記生体に装
着するものが、その外袋および前記第１信号検出装置の
みとなるので、容易に脈波伝播速度情報が測定できる。

【００１２】また、好適には、前記脈波伝播時間算出手
段では、前記圧迫帯の圧迫圧力が最高血圧値より高い圧
力において検出された脈波のノッチが用いられる。この
ようにすれば、脈波検出装置の下流側で圧迫帯下の動脈
が完全に止血された状態で、その脈波検出装置により脈
波のノッチが検出された時点が用いられて脈波伝播時間
が算出される。脈波検出装置の下流側の動脈が完全に止
血された状態では、その脈波検出装置により検出される
脈波の振幅が特に大きくなることから、その脈波のノッ
チが特に明確になり、ノッチの発生時点をより正確に決
定できる。従って、そのノッチの検出時間に基づいて算
出される脈波伝播時間がより正確になる。

【００１３】また、前記脈波検出装置が前記上腕脈波検
出装置であり、前記圧迫帯が前記血圧測定用ゴム嚢であ
り、さらに、脈波伝播速度情報測定装置が前記圧力制御
装置および前記血圧測定手段を含む場合には、さらに好
適には、前記脈波伝播時間算出手段において用いられる
上腕脈波のノッチは、前記血圧測定用ゴム嚢の圧迫圧力
が最高血圧値よりも十分に高い予め設定された目標圧力
以上とされた状態において検出され、前記血圧測定手段
は、その圧迫圧力で前記第１信号および上腕脈波のノッ
チが検出された後、前記圧力制御装置により血圧測定用
ゴム嚢内の圧力が徐速降圧させられる過程で逐次検出さ
れる信号に基づいて前記生体の血圧を測定するものであ
る。このようにすれば、血圧測定のために前記血圧測定
用ゴム嚢が上記目標圧力以上に昇圧させられる際に、脈
波伝播時間を算出するための第１信号および上腕脈波の
ノッチが検出されるので、生体の血圧値と脈波伝播時間
が一度に測定できる利点がある。

【００１４】

【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施例の自動血圧測定
機能を備えた脈波伝播速度測定装置１０を示す斜視図で
ある。脈波伝播速度測定装置１０は、装置本体１２と、
その装置本体１２に接続されるパラメータ入力端末１４
と、たとえば被測定者の左手によって心臓に向かって当
接するように支持され、第１信号検出装置として機能す
る心音マイク１６とを備えている。

【００１６】装置本体１２は、箱体１８に被測定者の腕
２０を差し込むための貫通穴２２が設けられており、そ
の貫通穴２２内には、カフ２４を内周面に備えて円筒状
に保持された比較的剛性の高い可撓性の外ベルト２６が
配設されている。箱体１８の操作パネル２８には、起動
スイッチ３０、停止スイッチ３２、プリンタ３４などが
配設され、表示パネル３６には、最高血圧表示器３８、
最低血圧表示器４０、脈波伝播速度表示器４２、脈拍数
表示器４４、時刻表示器４６がそれぞれ配設されてい
る。

【００１７】前記パラメータ入力端末１４は、身長・体
重等を入力するためのテンキー４８、そのテンキー４８
から入力された身長・体重を表示する身長表示器５０、
体重表示器５２等が設けられている。前記心音マイク１
６は、一般的な形式の心音マイクロホン、たとえば空気
伝導形が用いられ、前記貫通穴２２に差し込まれる側の
腕２０とは反対側の手或いは絆創膏等により胸部表皮上
に装着される。また、、一方の腕２０が貫通穴２２に差
し込まれ、他方の手が心音マイク１６を所持した状態で
も測定開始操作ができるように、心音マイク１６には起
動スイッチ５３が設けられている。

【００１８】図２は、上記装置本体１２のカフ２４が配
設されている部分を、そのカフ２４の軸心を通る垂直断
面で切断した断面図である。カフ２４は被測定者の上腕
内の動脈を圧迫するためのものであり、図２に示すよう
に、布製或いは或いは軟質樹脂シート製の外袋５６が外
ベルト２６の内周側に設けられている。その外袋５６内
には、比較的剛性のある可撓性の内ベルト５８が備えら
れ、その内ベルト５８の弾性回復力により外袋５６は拡
径方向に付勢されている。さらにその内ベルト５８の内
周側には、上腕６０内の動脈を圧迫して血圧を測定する
のに適した所定の幅（たとえば１３cm程度）を有する大
ゴム嚢６２、およびその大ゴム嚢６２よりも僅かな間隔
（たとえば１cm）を隔てた上流側位置において上腕６０
内の動脈を圧迫する小ゴム嚢６４が固定されており、上
記小ゴム嚢６４は、大ゴム嚢６２よりも狭い幅（たとえ
ば３cm）を有している。本実施例においては、上記大ゴ
ム嚢６２が血圧用ゴム嚢すなわち圧迫帯として機能して
いる。また、大ゴム嚢６２および小ゴム嚢６４は互いに
接触しない状態で内ベルト５８の内面に固定されてい
る。

【００１９】図３は、上記脈波伝播速度測定装置１０の
回路構成を説明するブロック線図である。図において、
大ゴム嚢６２は、第１圧力センサ６６および第１排気制
御弁７８に配管７０を介して接続されている。一方、小
ゴム嚢６４は、第２圧力センサ７２および第２排気制御
弁７４に配管７６を介して接続されている。そして、上
記第１排気制御弁６８および第２排気制御弁７４は配管
７８を介して空気ポンプ８０に接続されている。上記第
１排気制御弁６８は、大ゴム嚢６２内へ空気ポンプ８０
からの圧力の供給を許容する圧力供給状態、大ゴム嚢６
２内を徐々に排圧する徐速排圧状態、大ゴム嚢６２内を
急速に排圧する急速排圧状態、および大ゴム嚢６２内の
圧力を保持する保持状態の４つの状態に切り換えられる
ように構成されている。従って、第１排気制御弁６８、
配管７８および空気ポンプ８０が大ゴム嚢６２内の圧迫
圧力を変化させる圧力制御装置８２として機能してい
る。また、上記第２排気制御弁７４は、小ゴム嚢６４内
への圧力の供給を許容する圧力供給状態、小ゴム嚢６４
内を排圧する排圧状態、および小ゴム嚢６４内の圧力を
保持する保持状態の３つの状態に切り換えられるように
構成されている。

【００２０】上記大ゴム嚢６２および小ゴム嚢６４を備
えたカフ２４が内周面に配設されて円筒状に巻回された
外ベルト２６は、一端が固定され且つ他端は減速機付Ｄ
Ｃモータ８４により駆動されるドラム８６により引き締
められるようになっている。第１圧力センサ６６の出力
信号ＳＰ₁はバンドパスフィルタ８８により弁別され、
脈拍に同期して発生する大ゴム嚢６２の圧力信号である
第１脈波信号ＳＭ₁が演算制御回路９０のＡ／Ｄ変換器
９２に供給される。また、第１圧力センサ６６の出力信
号ＳＰ₁はローパスフィルタ９４により弁別され、大ゴ
ム嚢６２の静圧を表す大ゴム嚢圧信号ＳＫ₁が演算制御
回路９０のＡ／Ｄ変換器９２に供給される。

【００２１】第２圧力センサ７２の出力信号ＳＰ₂も上
記第１圧力センサ６６の場合と同様にして、バンドパス
フィルタ９６およびローパスフィルタ９８により、上腕
動脈の脈拍に同期して発生する小ゴム嚢６４の圧力信号
である第２脈波信号（すなわち上腕脈波信号）ＳＭ₂、
および小ゴム嚢６４の静圧を表す小ゴム嚢圧信号ＳＫ ₂
に弁別される。従って、本実施例においては、小ゴム嚢
６４、第２圧力センサ７２、およびローパスフィルタ９
８が上腕脈波検出装置９９として機能している。そし
て、弁別された第２脈波信号ＳＭ₂および小ゴム嚢信号
ＳＫ₂は、ともに演算制御回路９０のＡ／Ｄ変換器９２
に供給される。

【００２２】上記演算制御回路９０は、ＣＰＵ１００、
ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０４、入力インターフェース回
路１０６、出力インターフェース回路１０８などを備え
たマイクロコンピュータである。ＣＰＵ１００は、ＲＡ
Ｍ１０４の一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭ１０２
に記憶された手順に従って入力信号を処理して駆動信号
や表示信号などを出力する。すなわち、ＣＰＵ１００
は、予め定められた手順に従って減速機付ＤＣモータ８
４、空気ポンプ８０、第１排気制御弁６８、および第２
排気制御弁７４を制御し、その過程で心音マイク１６か
ら供給される心音信号ＳＨ、バンドパスフィルタ８８か
ら供給される第１脈波信号ＳＭ₁、ローパスフィルタ９
４から供給される大ゴム嚢信号ＳＫ₁、バンドパスフィ
ルタ９６から供給される第２脈波信号ＳＭ₂、およびロ
ーパスフィルタ９８から供給される小ゴム嚢圧信号ＳＫ
₂に基づいて、血圧値ＢＰおよび脈波伝播速度ＰＷＶを
決定し、その血圧値ＢＰおよび脈波伝播速度ＰＷＶを、
最高血圧表示器３８、最低血圧表示器４０、および脈波
伝播速度表示器４２に表示させると同時に、記憶装置１
１０の所定の記憶領域に記憶させる。この記憶装置１１
０は、磁気ディスク、磁気テープ、揮発性半導体メモ
リ、或いは不揮発性半導体メモリなどのよく知られた記
憶装置により構成されている。

【００２３】図４は、上記脈波伝播速度測定装置１０に
おける演算制御回路９０の制御機能の要部を説明する機
能ブロック線図である。図４において、大ゴム嚢圧制御
手段１２０は、第１排気制御弁６８および空気ポンプ８
０を制御することにより大ゴム嚢６２の圧迫圧力を制御
する。小ゴム嚢圧制御手段１２２は、第２排気制御弁７
４を制御することにより小ゴム嚢６４の圧迫圧力を制御
する。

【００２４】血圧測定手段１２４は、脈波伝播時間ＤＴ
を算出するための脈波を測定する脈波測定手段１２６を
含み、その脈波測定手段１２６は、ローパスフィルタ９
４から供給される大ゴム嚢圧信号ＳＫ₁に基づき大ゴム
嚢６２の圧迫圧力Ｐ₁を判断し、上記大ゴム嚢圧制御手
段１２０によって、その大ゴム嚢６２の圧迫圧力Ｐ₁を
最高血圧値ＢＰ_SYSよりも十分に高い所定の第１目標圧
力Ｐ_1M（たとえば１８０mmHg程度の圧力値）まで急速昇
圧させ且つその圧迫圧力で保持させる。また、それとと
もに、ローパスフィルタ９８から供給される小ゴム嚢圧
信号ＳＫ₂に基づき小ゴム嚢６４の圧迫圧力Ｐ₂を判断
し、小ゴム嚢圧制御手段１２２によってその小ゴム嚢６
４の圧迫圧力Ｐ₂を平均血圧値ＢＰ_MEANよりも低い所定
の第２目標圧力Ｐ_2M（たとえば５０〜６０mmHg程度の圧
力値）まで急速昇圧させ且つその圧迫圧力で保持させ
る。その状態で、心音マイク１６により第１信号である
第２心音IIの立ち上がり点が検出され、第２圧力センサ
７２により第２信号である上腕脈波のノッチが検出され
た後、小ゴム嚢圧制御手段１２２によって、小ゴム嚢６
４内の圧力を排気させる。

【００２５】さらに血圧測定手段１２４は、上記所定の
第１目標圧力Ｐ_1Mに保持されている大ゴム嚢６２内の圧
力Ｐ₁を大ゴム嚢圧制御手段１２０によって３mmHg/sec
程度の速度で徐速降圧させ、その徐速降圧期間内におい
て順次採取される第１脈波信号ＳＭ₁ が表すカフ脈波の
振幅の変化に基づきよく知られたオシロメトリック法を
用いて最高血圧値ＢＰ_SYSおよび最低血圧値ＢＰ_DIAな
どを決定し、その決定した最高血圧値ＢＰ_SYSおよび最
低血圧値ＢＰ_DIAを最高血圧表示器３８および最低血圧
表示器４０に表示する。

【００２６】ここで、上記脈波測定手段１２６における
第１目標圧力Ｐ_1Mの値について説明する。図５は、脈波
測定手段１２６によって保持される大ゴム嚢６２の第１
目標圧力Ｐ_1Mを変化させたときに第２圧力センサ７２お
よびローパスフィルタ９８により検出される上腕動脈波
（第２脈波信号ＳＭ₂）の形状を比較して示す図であ
り、第１目標圧力Ｐ_1Mは、図５（ａ）が０mmHg、図５
（ｂ）が６０mmHg、図５（ｃ）が１７０mmHg、図５
（ｄ）が２３０mmHgである。図５（ｃ）、（ｄ）に示さ
れるように大ゴム嚢６２の圧迫圧力Ｐ_1Mが最高血圧値Ｂ
Ｐ_SYSよりも高い場合には、ノッチが明確に検出でき
る。それに対して、図５（ａ）、（ｂ）に示されるよう
に大ゴム嚢６２の圧迫圧力Ｐ_1Mが最高血圧値ＢＰ_SYSよ
りも十分に低い場合にはノッチが確認できない。これ
は、大ゴム嚢６２が圧迫されることによってその上流に
おける上腕動脈波の振幅が大きくなるためであると考え
られる。言い換えれば、上腕動脈波を検出している小ゴ
ム嚢６４の下流において流路が制限されることによっ
て、小ゴム嚢６４が巻回されている部位の脈動が大きく
なるためであると考えられる。とりわけ、大ゴム嚢６２
の圧迫圧力Ｐ₁が最高血圧値ＢＰ_SY _Sよりも高い場合に
は上腕動脈が完全に閉塞させられているので、特にノッ
チが明確に検出できると考えられる。

【００２７】脈波伝播時間算出手段１２８は、上記脈波
測定手段１２６によって大ゴム嚢６２が所定の第１目標
圧力Ｐ_1Mに保持され、小ゴム嚢６４が所定の第２目標圧
力Ｐ _2Mに保持された状態で、図６に示す脈波伝播時間Ｄ
Ｔ(sec) 、すなわち、心音マイク１６によって第２心音
IIの立ち上がり点が検出された時点から第２圧力センサ
７２によって上腕動脈波のノッチが検出された時点まで
の時間差ＤＴを算出する。

【００２８】脈波伝播速度算出手段１３０は、パラメー
タ入力端末１４から入力される被測定者の身長に基づい
て、予め記憶された関係から心臓から小ゴム嚢６４が装
着されている部位までの距離Ｌ(m) を算出し、その距離
Ｌを上記脈波伝播時間算出手段１２８で算出された脈波
伝播時間ＤＴで割ることにより脈波伝播速度ＰＷＶ (m/
sec)を算出し、表示パネル３６の脈波伝播速度表示器４
２に表示する。

【００２９】図７は、上記脈波伝播速度測定装置１０の
演算制御回路９０における制御作動の要部を説明するフ
ローチャートである。図７において、ステップＳ１（以
下、ステップを省略する。）では、パラメータ入力端末
１４から被測定者の身長が入力されたか否かが判断され
る。この判断が否定された場合には、Ｓ１の判断が繰り
返し実行される。

【００３０】一方、Ｓ１の判断が肯定された場合には、
続くＳ２において、測定開始操作がされたか否かが判断
される。測定を開始するためには、たとえば、被測定者
の右腕が脈波伝播速度測定装置１０の貫通穴２２に挿し
通され、且つ心音マイク１６が左腕或いは装着テープ等
により胸部表皮上に装着された状態で、その心音マイク
１６を保持している手または第三者により起動スイッチ
３０または５３が操作される必要がある。従って、Ｓ２
では、貫通穴２２内に設けられた図示しないセンサによ
り貫通穴２２に上腕が挿し通されたと判断され、心音マ
イク１６から心音信号ＳＨが供給されていると判断され
た状態で、起動スイッチ３０または５３が操作されたか
否かが判断される。

【００３１】上記Ｓ２の判断が否定された場合にはＳ２
が繰り返し実行されるが、肯定された場合には、続いて
大ゴム嚢圧制御手段１２０および小ゴム嚢圧制御手段１
２２に対応するＳ２において、空気ポンプ８０が起動さ
せられ、且つ第１排気制御弁６８および第２排気制御弁
７４が圧力供給状態に切り換えられることにより、大ゴ
ム嚢６２内圧Ｐ₁および小ゴム嚢６４内圧Ｐ₂が急速に
昇圧させられる。

【００３２】続いて脈波測定手段１２６に対応するＳ４
において、小ゴム嚢６４内の圧迫圧力Ｐ₂が５０〜６０
mmHgに設定された目標圧力Ｐ_2M以上となったか否かが判
断される。このＳ４の判断が否定されるうちは、Ｓ４の
判断が繰り返されることにより、上記Ｓ３で開始された
第１ゴム嚢６２内圧Ｐ₁および第２ゴム嚢６４内圧Ｐ ₂
の昇圧が継続される。第２ゴム嚢６４の圧迫圧力Ｐ₂が
上昇させられて上記Ｓ４の判断が肯定された場合は、小
ゴム嚢圧制御手段１２２に対応するＳ５において、第２
排気制御弁７４が圧力保持状態に切り換えられ、小ゴム
嚢６４の圧迫圧力Ｐ₂がその圧力に保持される。

【００３３】続いて脈波測定手段１２６に対応するＳ６
において、大ゴム嚢６２内の圧迫圧力Ｐ₁が１８０mmHg
程度に設定された目標圧力Ｐ_1M以上となったか否かが判
断される。このＳ６の判断が否定されるうちは、Ｓ６の
判断が繰り返されることにより第１ゴム嚢６２内圧Ｐ₁
の昇圧が継続される。しかし、第１ゴム嚢６２の圧迫圧
力Ｐ₁が上昇させられて上記Ｓ６の判断が肯定された場
合は、大ゴム嚢圧制御手段１２０に対応するＳ７におい
て、第１排気制御弁６８が圧力保持状態に切り換えら
れ、大ゴム嚢６２の圧迫圧力Ｐ₁がその圧力に保持され
る。

【００３４】続いて脈波検出手段１２６に対応するＳ８
乃至Ｓ９が実行される。まず、Ｓ８では、心音マイク１
６から逐次供給される心音信号ＳＨに基づいて、第２心
音IIの立ち上がり点が検出されたか否かが判断される。
この判断が否定された場合はＳ８の判断が繰り返し実行
され、肯定された場合には、続くＳ９において、バンド
パスフィルタ９６から供給される第２脈波信号ＳＭ₂に
基づいて、上腕動脈波のノッチが検出されたか否かが判
断される。この判断が否定された場合はＳ９の判断が繰
り返し実行される。

【００３５】しかし、上記Ｓ９の判断が肯定された場合
は、続く脈波伝播時間算出手段１２８に対応するＳ１０
において、前記Ｓ８で第２心音IIの立ち上がり点が検出
された時点から、上記Ｓ９で上腕動脈波のノッチが検出
された時点までの時間差すなわち脈波伝播時間ＤＴが算
出される。さらに、続く脈波伝播速度算出手段１３０に
対応するＳ１１において、前記Ｓ１で入力された被測定
者の身長に基づいて予め記憶された関係から、心臓から
小ゴム嚢６４が装着されている部位までの距離Ｌ(m) が
算出され、さらに、その距離Ｌが上記Ｓ１０で算出され
た脈波伝播時間ＤＴで割られることにより脈波伝播速度
ＰＷＶが算出される。

【００３６】上記Ｓ１１において脈波伝播速度ＰＷＶが
算出されると、続く小ゴム嚢圧制御手段１２２に対応す
るＳ１２において、第２排気制御弁７４が排圧状態に切
り換えられることにより、第２ゴム嚢６４の圧迫圧力Ｐ
₂が開放される。

【００３７】続いて、大ゴム嚢圧制御手段１２０に対応
するＳ１３において、第１排気制御弁６８が徐速降圧状
態に切り換えられ、大ゴム嚢６２の圧迫圧力Ｐ₁が３mm
Hg/sec程度の速度で徐速降圧させられる。そして、その
徐速降圧過程において、血圧測定手段１２４に対応する
Ｓ１４乃至Ｓ１６が実行される。

【００３８】まず、Ｓ１４では、バンドパスフィルタ８
８から逐次供給される第１脈波信号ＳＭ₁に基づいて、
カフ脈波の一拍分が検出されたか否かが判断される。こ
のＳ１４の判断が否定された場合はＳ１４が繰り返し実
行される。一方、肯定された場合には、Ｓ１５の血圧値
決定ルーチンが実行される。この血圧値決定ルーチンに
おいては、大ゴム嚢６２内圧Ｐ₁の徐速降圧過程で、上
記Ｓ１４で逐次検出されたカフ脈波の振幅の変化に基づ
いて、よく知られたオシロメトリック方式の血圧値決定
アルゴリズムに従って最高血圧値ＢＰ_SYSおよび最低血
圧値ＢＰ_DIAが決定される。

【００３９】続くＳ１６では、血圧値の決定が完了した
か否かが判断される。すなわち、Ｓ１５の血圧値決定ル
ーチンにおいて、最も低い大ゴム嚢内圧Ｐ₁で決定され
る最低血圧値ＢＰ_DIAが決定されたか否かが判断され
る。この判断が否定された場合は、上記Ｓ１４以下が繰
り返し実行されるが、肯定された場合は、続く大ゴム嚢
圧制御手段１２０に対応するＳ１７において、第１排気
制御弁６８が急速排圧状態に切り換えられることによ
り、大ゴム嚢６２内が急速に排圧させられる。

【００４０】続いて、Ｓ１８において、前記Ｓ１１で算
出された脈波伝播速度ＰＷＶが脈波伝播速度表示器４２
に表示され、上記Ｓ１６で決定された最高血圧値ＢＰ
_SYSおよび最低血圧値ＢＰ_DIAが最高血圧表示器３８お
よび最低血圧表示器４０に表示されて、本ルーチンが終
了させられる。

【００４１】上述のように、本実施例によれば、脈波伝
播時間算出手段１２８（Ｓ１０）により、大ゴム嚢６２
によってその上腕６０内の上腕動脈が圧迫されている状
態で、心音マイク１６によって第２心音IIが検出された
時点と、大ゴム嚢６２の上流側においてその大ゴム嚢６
２に近接する位置に装着された小ゴム嚢６４により上腕
脈波のノッチが検出された時点との時間差が脈波伝播時
間ＤＴとして算出される。大ゴム嚢６２によって上腕６
０が圧迫されている状態では、その大ゴム嚢６２よりも
上流側においてその大ゴム嚢６２に近接する位置に装着
された小ゴム嚢６４によって検出される上腕脈波のノッ
チが明確となることから、ノッチの検出時点を正確に決
定できる。従って、正確に決定されたノッチの検出時点
に基づいて脈波伝播時間ＤＴが算出されるので、正確な
脈波伝播時間ＤＴを算出することができる。

【００４２】また、本実施例によれば、脈波検出装置と
して上腕６０に巻回される小ゴム嚢６４を含んで上腕脈
波のノッチを検出する上腕脈波検出装置９９が用いら
れ、圧迫帯として血圧測定のために生体の上腕６０に装
着される大ゴム嚢６２が用いられ、さらに、脈波伝播速
度測定装置１０には、その大ゴム嚢６２内の圧迫圧力Ｐ
₁を変化させる圧力制御装置８２と、その圧力制御装置
８２により大ゴム嚢６２内の圧力が徐速変化させられる
過程で逐次検出される信号に基づいて前記生体の血圧を
測定する血圧測定手段１２４（Ｓ１４乃至Ｓ１６）とが
備えられているので、脈波伝播速度測定装置１０によ
り、脈波伝播速度ＰＷＶに加えて血圧ＢＰも測定できる
利点がある。

【００４３】また、本実施例によれば、上腕脈波検出装
置９９は、大ゴム嚢６２の上流部に装着される小ゴム嚢
６４を備えてその小ゴム嚢６４内の圧力変化に基づいて
上腕脈波を検出するものであり、大ゴム嚢６２と小ゴム
嚢６４は互いに接触しない状態で一つの外袋５６に収容
されたものであることから、脈波伝播速度ＰＷＶを測定
するために前記生体に装着するものが、外袋５６および
心音マイク１６のみとなるので、容易に脈波伝播速度Ｐ
ＷＶが測定できる。

【００４４】また、本実施例によれば、脈波伝播時間算
出手段１２８（Ｓ１１）では、大ゴム嚢６２の圧迫圧力
Ｐ₁が最高血圧値ＢＰ_SYSよりも高い圧力において検出
された上腕動脈のノッチが用いられる。すなわち、小ゴ
ム嚢６４の下流側で大ゴム嚢６２により上腕６０内の動
脈が完全に止血された状態で小ゴム嚢６４に伝達される
上腕動脈波のノッチが用いられて脈波伝播時間ＤＴが算
出される。小ゴム嚢６４の下流側で動脈が完全に止血さ
れた状態では、小ゴム嚢６４に伝達される上腕脈波の振
幅が特に大きくなることから、そのノッチが特に明確に
なり、ノッチの発生時点をより正確に決定できる。従っ
て、そのノッチの検出時間に基づいて算出される脈波伝
播時間ＤＴがより正確になる。

【００４５】また、本実施例によれば、血圧測定のため
に大ゴム嚢６２の圧迫圧力Ｐ₁が目標圧力Ｐ_1M以上に昇
圧させられる際に、脈波伝播時間ＤＴを算出するための
第２心音IIの立ち上がり点および上腕脈波のノッチが検
出されるので、生体の血圧値ＢＰと脈波伝播時間ＤＴが
一度に測定できる利点がある。

【００４６】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適
用される。

【００４７】たとえば、前述の実施例では、第２信号を
検出する脈波検出装置として上腕６０に装着される上腕
脈波検出装置９９が用いられていたが、大腿部に装着さ
れて大腿動脈波を検出する大腿動脈波検出装置や、足首
に装着されて足首内の動脈波（後脛骨動脈波、前脛骨動
脈波）を検出する足首動脈波検出装置が脈波検出装置と
して用いられてもよい。

【００４８】また、前述の実施例では、第１信号として
心臓において発生する第２心音IIが用いられ、第２信号
として上腕脈波のノッチが用いられていた。すなわち、
第１信号は第２信号よりも上流側の信号であったが、第
１信号として第２信号よりも下流側の信号が用いられて
もよい。なお、第１信号として第２信号よりも下流側の
信号が用いられる場合、第２信号（すなわち脈波のノッ
チ）を検出する脈波検出装置の下流側は圧迫帯により圧
迫されるので、第１信号を検出する第１信号検出装置
は、その脈波検出装置が装着された部位に対して間接的
に下流に相当する部位に装着される必要がある。たとえ
ば、第２信号として前述の実施例のように上腕脈波検出
装置９９により検出される上腕脈波のノッチが用いら
れ、上腕６０に圧迫帯が巻回される場合、第１信号検出
装置は、その上腕脈波検出装置９９が装着されている側
とは反対側の腕において上腕よりも下流側である手首や
指先、或いは、下肢（たとえば大腿、足首）に装着され
る。

【００４９】また、前述の実施例では、脈波伝播時間Ｄ
Ｔの測定と同時に血圧も測定されていたが、脈波伝播時
間ＤＴまたはその脈波伝播時間ＤＴから算出される脈波
伝播速度情報のみが測定されてもよい。

【００５０】また、前述の実施例では、脈波伝播時間Ｄ
Ｔと血圧ＢＰを同時に測定するために、大ゴム嚢６２の
圧迫圧力が最高血圧値ＢＰ_SYSよりも十分に高い第１目
標圧力Ｐ_1M以上の状態において上腕脈波を検出していた
が、大ゴム嚢６２の圧迫圧力Ｐ₁が最高血圧値ＢＰ_SYS
以上であれば、大ゴム嚢６２により上腕動脈は完全に閉
塞させられているので、血圧ＢＰを測定せず脈波伝播時
間ＤＴ等の脈波伝播速度情報のみを測定する場合には、
上腕脈波を検出する際の大ゴム嚢６２の圧迫圧力は、最
高血圧値ＢＰ_SYSと等しいかそれよりも少し高い程度の
圧力であってもよい。また、前述したように、上腕脈波
が伝達される小ゴム嚢６４の下流に装着されている大ゴ
ム嚢６２により上腕動脈の流路が制限されていれば、ノ
ッチが明確に検出できるようになると考えられるので、
上腕脈波が検出される際の大ゴム嚢６２の圧迫圧力Ｐ₁
は、最高血圧値ＢＰ_SYSよりも低い圧力、たとえば平均
血圧値ＢＰ_MEAN程度の圧力であってもよい。

【００５１】また、前述の実施例では、圧迫帯として血
圧測定のために所定幅を有する大ゴム嚢６２が用いられ
ていたが、血圧を測定しない場合には、大ゴム嚢６２の
幅は前述の実施例よりも狭くても広くてもよい。また、
単なるベルト等が圧迫帯として用いられてもよい。

【００５２】また、前述の実施例では、脈波伝播速度Ｐ
ＷＶを算出するために、被測定者の身長が予め入力さ
れ、その身長に基づいて心臓から小ゴム嚢６４が装着さ
れている部位までの距離Ｌが算出されていたが、動脈硬
化の進行具合や降圧剤の効果を確認するのであれば、脈
波伝播速度ＰＷＶの経時的変化が判断できればよいの
で、身長が入力されず予め設定された一定の数値が距離
Ｌとして用いられてもよい。

【００５３】また、前述の実施例では、第１信号検出装
置として心音マイク１６が用いられ、その心音マイク１
６により検出される第２心音IIが第１信号として用いら
れていたが、第１心音Ｉが第１信号として用いられても
よい。また、生体に装着される複数の電極を通して心電
誘導波形を検出する心電誘導装置が第１信号検出装置と
して用いられ、その心電誘導装置により検出される心電
誘導波形のＱ波、Ｒ波、Ｓ波等が第１信号として用いら
れてもよい。

【００５４】なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲
においてその他種々の変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である自動血圧測定機能を備
えた脈波伝播速度測定装置を示す斜視図である。

【図２】図１の脈波伝播速度測定装置において、装置本
体のカフが配設されている部分をそのカフの軸心を通る
垂直断面で切断した断面図である。

【図３】図１の脈波伝播速度測定装置の回路構成を説明
するブロック線図である。

【図４】図１の脈波伝播速度測定装置における演算制御
回路の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図であ
る。

【図５】大ゴム嚢の第１目標圧力Ｐ_1Mを変化させたとき
の上腕動脈波の形状を比較して示す図であり、（ａ）は
０mmHg、（ｂ）は６０mmHg、（ｃ）は１７０mmHg、
（ｄ）は２３０mmHgである。

【図６】図４の脈波伝播時間算出手段において脈波伝播
時間の算出に用いられる第２心音と上腕動脈波を示す図
である。

【図７】図１の脈波伝播速度測定装置の演算制御回路に
おける制御作動の要部を説明するフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１０：脈波伝播速度測定装置１６：心音マイク（第１信号検出装置）６２：大ゴム嚢（圧迫帯、血圧測定用ゴム嚢）６４：小ゴム嚢（脈波用ゴム嚢）８２：圧力制御装置９９：上腕脈波検出装置１２４：血圧測定手段１２８：脈波伝播時間算出手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生体の所定部位において脈波が伝播する
際にそれぞれ発生する第１信号および第２信号に基づい
て、生体内を脈波が伝播する脈波伝播速度に関連する脈
波伝播速度情報を測定する脈波伝播速度情報測定装置で
あって、前記生体の所定の第１部位に装着されて該部位に発生す
る前記第１信号を検出する第１信号検出装置と、前記生体の所定の第２部位に装着されて、前記第２信号
として該部位内の動脈に発生する脈波のノッチを検出す
る脈波検出装置と、該脈波検出装置の下流側且つ該脈波検出装置に近接する
部位に巻回され、該部位の動脈を圧迫する圧迫帯と、該圧迫帯により該圧迫帯下の動脈が圧迫されている状態
において、前記第１信号検出装置により第１信号が検出
された時点と、前記脈波検出装置によりノッチが検出さ
れた時点との時間差を算出する脈波伝播時間算出手段と
を、含むことを特徴とする脈波伝播速度情報測定装置。