JP2001275998A

JP2001275998A - 血圧測定方法および血圧測定装置

Info

Publication number: JP2001275998A
Application number: JP2000094442A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Fujio; 博文藤生
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】血圧を、複雑な演算をすることなく測定す
る。【解決手段】被験者の安静時、高血圧時、低血圧時の
実血圧とこれら状態における脈波検出装置からのセンサ
値とから血圧とセンサ値との関係を一次関数として算出
し、以降は、センサ値をこの一次関数に代入して血圧を
算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人間の血圧を測定
する方法の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来技術】今日、血圧を測定する方法として、カフ
（圧迫帯）を用いないで測定する方法が提唱され、その
ようなものとして例えば特開平８−１４０９４８号公報
に示されるものがある。このものは、一対の心電位電極
と、該心電位電極からの心電位信号を処理する心電位処
理手段と、指尖光電脈波検出センサと、該脈波信号を処
理する脈波処理手段と、該処理された脈波をさらに二次
微分する二次微分処理手段と、これら処理された心電位
信号、脈波信号、脈波の二次微分信号に基づいて血圧を
演算する演算手段と、この演算結果を表示する表示手段
とを備えて構成し、そして演算手段が、心電位波形と脈
波波形とから脈波伝播時間、脈波インターバル、そして
心拍数を求め、これに基づいて血圧を演算するようにし
ている。ところがこのものでは、脈波伝播時間を求める
ため、一対の心電位電極と指尖光電波検出センサとを人
体に装着しなければならず、面倒かつ煩雑であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで特開平１０−２
９５６５７号公報に示される如く、人体の血液循環によ
り生じる脈波を検出する脈波検出手段と、該検出された
脈波信号から脈波伝播時間、脈波伝播速度の少なくとも
一つを特徴量として演算する特徴量演算手段と、該演算
された特徴量から血圧を演算する血圧演算手段とを備え
て構成したものがある。ところがこのものは、脈波を微
分（一次微分）して脈波速度を演算し、さらにこれを微
分（二次微分）して加速度脈波を演算し、ここから得ら
れたデータを元に血圧を演算するようにしたものが提唱
されている。ところがこのものは、脈波データを二次微
分までしなければならない結果、演算手段として大きな
容量が要求されるばかりでなく、演算に時間がかかりす
ぎるという問題があり、また、この演算を回路で行なう
には、両電源回路が必要であり、構造が大型化し、複雑
になってしまうという問題もあり、ここに本発明の解決
すべき課題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作
されたものであって、第一の発明は、血液循環によって
生じる脈波から実測した実血圧値と、脈波検出手段から
検出された脈波のセンサ値とを、異なる複数の血圧状態
でそれぞれ測定してこれを標準関数として算出し、以降
は、脈波検出手段で検出されるセンサ値を標準関数に代
入して血圧値を算出するようにしたことを特徴とする血
圧測定方法である。第二の発明は、血液循環によって生
じる脈波から実測した実血圧値、並びに脈波検出をする
脈波検出手段からのセンサ値を、異なる複数の血圧状態
でそれぞれ測定したものについて算出した標準関数を記
憶する記憶手段と、脈波検出手段で検出したセンサ値を
前記記憶される標準関数に代入して血圧値を算出する血
圧算出手段とを備えて構成されることを特徴とする血圧
測定装置である。そしてこの様にすることによって、標
準関数を予め求めておくことで、以降は、脈波を検出す
るだけで簡単に血圧測定をすることができる。これらに
おいて、標準関数は一次関数として近似されることを特
徴とすることができ、このようにすることで、血圧の測
定が簡単にできることになる。さらにこのものにおい
て、一次関数は、安静時のセンサ値を基準センサ値と
し、該基準センサ値で他の血圧状態のセンサ値を除すこ
とで得られることを特徴とすることができ、このように
したものでは、脈波検出手段の取付けにバラツキがあっ
ても、問題なく血圧を測定することができる。さらにま
たこのものにおいて、一次関数は、被験者による個人常
数をＡ、Ｂとした場合に血圧＝Ａ×（測定されるセンサ値）／（安静時のセンサ
値）＋Ｂであることを特徴とすることができる。さらにこれらに
おいて、異なる複数の血圧状態での測定は、検出部位を
心臓に対して上下高さ変化させて測定することで求めら
れることを特徴とすることができ、このようにすること
で、異なる複数の血圧状態での測定が簡単にできる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次ぎに、本発明の実施の形態につ
いて、図面に基づいて説明する。図中、１は脈波検出手
段であって、該脈波検出手段１は、被験者の手首に装着
するもので、センサの取付け荷重が調節できるようバン
ド状になっており、二個の発光体（発光素子）２と該発
光体２のあいだに間隔を存して配される一個の受光体
（受光素子）３を直線状に備えて構成される。因みに、
発光体の数は、必要な血圧検出精度に応じて調整するこ
とができる。発光体２は、ヘモグロビンの吸収帯である
５０００〜８０００オングストローム（Å）の波長を発
光するもので、本実施の形態では赤外線を発行する発光
ダイオードを採用している。そしてこのものでは、赤外
線が周囲に漏れないよう底面および周面を反射フィルム
（例えば鏡面処理されたアルミニウムフィルム）２ａで
覆うようにし、これによって、人体に注入される赤外線
量が増加するように配慮されている。さらにこのもので
は、発光方向が受光体３側に向くよう傾斜させており、
これによって光密度を高くして検出精度のアップを計っ
ている。因みに、検出部を手首とした本実施の形態の場
合、発光体２と受光体３との間隔を３ミリメートル（ｍ
ｍ）としたときの傾斜角度は２０度としており、このよ
うにした場合の感度は、発光体２を真っ直ぐにした場合
に比して約４倍ほど向上した。また、上腕部を検出部と
したとき、発光体２と受光体３との間隔を２ｍｍとした
ときの傾斜角度を１０度としたものでは、５．５倍ほど
検出感度が向上した。これらの発受光体２、３の間隔、
発光体２の傾斜角度の最適値は、被験者の体格等によっ
て変わるものであり、そこで、これらを適宜調整できる
構成とすることが好ましい。一方、受光体３は、赤外線
を受光するものであって、セレン加硫化カドニウムの光
電管素子を採用できる。さらに発受光体２、３は、発受
光する先端部が皮膚に入り込むよう突出する構成になっ
ており、このようにすることにより、見地手段一を皮膚
に接触させたときの発受光体２、３の皮膚に対する荷重
を大きくして光の漏れをなくすよう配慮され、このよう
にしてさらなる精度アップが計られている。そして検出
手段１には、受光した検出信号を増幅する増幅手段４、
該増幅された信号を送信（発信）する送信手段５が設け
られている。尚、１ａは電源（バッテリ）である。

【０００６】６は前記送信された増幅信号を受信する受
信手段７が備えられたデータ記憶手段であって、該デー
タ記憶手段６は、受信手段７で受信した信号を演算する
演算手段７ａを備え、この演算した信号を記憶するため
のメモリ部８を有する。９はデータの処理部であって、
後述するように検出信号を演算処理して被験者の血圧
（最低血圧、最高血圧）を求めるものであるが、例えば
パーソナルコンピュータ９で簡単に実行することができ
る。尚、６ａはバッテリである。

【０００７】さて次ぎに、被験者の血圧を求める手法に
ついて説明をするが、本発明は、血圧の高低変化という
ものは、血管を流れる血流量の大小変化と同一視できる
ものと考え、そしてこの血流量の大小変化はヘモグロビ
ン量の大小変化となって現れる。そうすると、このヘモ
グロビン量の変化と血圧との関係を予め求めておけば、
以降、この求められた関係を利用して簡単に血圧測定が
できるとの推論から考えられたものである。そしてこの
関係は、測定位置での血管の太さ、皮下脂肪の量等、個
人差があることから、個々の被験者に固有のものであっ
て、一般化した場合に誤差が大きくなるともいえる。

【０００８】そこでまず血圧を求めるには、まず個々の
被験者の標準血圧データを測定する必要があり、これに
ついて説明する。本実施の形態で採用した検出手段１で
は、図４に示すような脈波の検出信号の波形が得られ、
これが増幅された検出信号となって入力し、メモリされ
るが、この脈波信号波形においてＶｐは最高血圧、Ｖｂ
は最低血圧となってそれぞれのセンサ値（ミリボルト
（ｍＶ））を求める。ところで本発明を実施するにあた
り、異なる複数の血圧状態として安静時の血圧を基準と
することになるが、これは測定部位を心臓の高さと略一
致させた（水平にした）ときの血圧とする。そして血圧
は、心臓と検出位置との高低差で変化があり、例えば手
首を検出位置とした場合、前記手を水平にしたときを基
準にして、高く上げたときは低く、低く下げたときは高
くなる。そこでいま、二人の被験者について、前記手を
下げたとき、水平にしたとき、上げたときつにいて、実
際に既存の方法でそれぞれ血圧測定をすると共に、その
とき検出手段１でも検出してセンサ値を求める。そして
既存の方法で検出した最高、最低血圧値と、脈波信号の
最高血圧と最低血圧のセンサ値とをそれぞれプロットし
たものが図５である。この結果から、各被験者につい
て、最高血圧、最低血圧とも血圧とセンサ出力の関係は
一次関数（標準関数）として近似することができ、以降
は、この検出手段１をつけたままにし、得られるセンサ
値をこの一次関数に代入することで最高血圧、最低血圧
を簡単に算出することができる。そして実際、軽く運動
したとき、激しく運動したとき等、被験者の血圧を意図
的に変化させた場合の各被験者のセンサ値を求め、この
一次関数に代入して算出される血圧と、そのときに実測
した血圧とを比較したところ、前記求めた一次関数によ
く適合することが判明し、本発明を完成するに至った。
ところでここにおいて着目することは、前記近似される
一次関数は被験者によって相違していることが認めら
れ、このことから本発明を実施して正確な血圧を求める
には、個々の被験者の血圧とセンサ値とを予め測定して
標準関数である一次関数を決定する必要がある。ここで
算出される血圧の算出式である一次関数としては、血圧＝Ａ×（センサ出力）＋ＢＡ、Ｂ：被験者により決まる定数として与えられる。

【０００９】そこで次ぎに、本発明を実施したときの信
頼性について検討した。その目的は、検知装置１を装着
するにしても、いつも同じ状態に装着できるものではな
く、装着位置がずれたりすることが予想され、それがど
の様に血圧測定に影響するかについて検討した。被験者
を一人に絞り、検出装置１の付け替えを５回して各場合
について前記同様にして実際の血圧測定とその場合のセ
ンサ値とを求め、これをプロットしたものが図６であ
る。この結果は、予想したように装着状態によって前記
算出される標準関数（一次関数）は変動することが判明
した。ところが、この結果をよくみると、センサ値の高
低はあるものの、同じような変化をしているものと認め
られる。そこで、手を水平にしたとき（安静時）のセン
サ値を基準（１．０）とし、このときのセンサ値で、血
圧が低い（手を上げた）とき、高い（手を下げた）とき
のセンサ値を除した結果の算出値、つまり強度比（脈波
強度比）を算出し、これと測定した実血圧値との関係に
ついてプロットしたものが図７である。この表図から、
実最高、最低血圧値と脈波強度比とは、前述した場合と
同様、一次関数で示されることが判明した。このことか
ら、検出装置１の装着状態に影響されない一般の血圧算
出式は、血圧＝Ｃ×（観測されるセンサ出力／安静時のセンサ出
力）＋ＤＣ、Ｄ：被験者により決まる定数として与えられる。そしてこの様にして被験者の血圧算
出式を算出しておけば、以降は、検出装置１を被験者に
装着した後、安静時のセンサ値を予め求めておくだけ
で、前述したようにいちいち実血圧の測定をする必要が
なくより簡略した血圧測定ができる。そして実際に、こ
の式を用いて血圧測定ができるか検出装置１を付け替え
ながら確認したところ、うまく算出できることが判明し
た。

【００１０】このように、本発明を実施したものでは、
最初に被験者についての一次関数（標準関数）を算出し
ておけば、以降は検出装置１からのセンサ値をこの一次
関数に代入するだけで血圧測定ができ、この結果、無線
方式の血圧測定であっても、従来のように厄介な二次微
分までするような必要はなく、構造の簡略化が計れ、こ
れによって、常時装着可能な血圧測定装置の提供ができ
る。

【００１１】尚、本発明は前記実施の形態のものに限定
されるものでないことは勿論であって、標準関数は必ず
しも一次関数に限定されないことはいうまでもなく、ま
た、標準関数を求めるときのデータ数は多いほどより正
確な標準関数を算出することができる。そしてこのよう
な標準関数を算出する場合、近似演算の手法としては例
えば最小二乗法がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を無線方式で実施した場合のブロック回
路図である。

【図２】検出装置のセンサ部分の概略図である。

【図３】検出装置を手首に装着した状態を示す概略図で
ある。

【図４】検出装置で検出した脈波からの血圧変化を示す
グラフ図である。

【図５】二人の被験者の最高血圧、最低血圧とセンサ値
との関係を示すグラフ図である。

【図６】検出装置の装着替えをして測定したときの最高
血圧、最低血圧とセンサ値との関係を示すグラフ図であ
る。

【図７】安静状態を基準とする脈波強度比と最高血圧、
最低血圧とセンサ値との関係を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１脈波検出装置２発光体３受光体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】血液循環によって生じる脈波から実測し
た実血圧値と、脈波検出手段から検出された脈波のセン
サ値とを、異なる複数の血圧状態でそれぞれ測定してこ
れを標準関数として算出し、以降は、脈波検出手段で検
出されるセンサ値を標準関数に代入して血圧値を算出す
るようにしたことを特徴とする血圧測定方法。
【請求項２】血液循環によって生じる脈波から実測し
た実血圧値、並びに脈波検出をする脈波検出手段からの
センサ値を、異なる複数の血圧状態でそれぞれ測定した
ものについて算出した標準関数を記憶する記憶手段と、
脈波検出手段で検出したセンサ値を前記記憶される標準
関数に代入して血圧値を算出する血圧算出手段とを備え
て構成されることを特徴とする血圧測定装置。
【請求項３】請求項１または２において、標準関数は
一次関数として近似されることを特徴とする血圧測定方
法または測定装置。
【請求項４】請求項３において、一次関数は、安静時
のセンサ値を基準センサ値とし、該基準センサ値で他の
血圧状態のセンサ値を除すことで得られることを特徴と
する血圧測定方法または測定装置。
【請求項５】請求項４において、一次関数は、被験者
による個人常数をＡ、Ｂとした場合に血圧＝Ａ×（測定されるセンサ値）／（安静時のセンサ
値）＋Ｂであることを特徴とする血圧測定方法または測定装置。
【請求項６】請求項１、２、３、４または５におい
て、異なる複数の血圧状態での測定は、検出部位を心臓
に対して上下高さ変化させて測定することで求められる
ことを特徴とする血圧測定方法または測定装置。