JP2003135412A - 血圧計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 血圧測定時の圧迫による不快感を軽減する。 【解決手段】 血圧測定時には、最高血圧を超えない範
囲でカフ加圧部６およびカフ圧制御部５により血圧測定
部位に装着されたカフ２への印加圧力を段階的に変化さ
せる。この変化過程において、微小振動印加部７はカフ
２に対する印加圧力に重畳して微小の圧力振動を印加す
るので、印加した圧力振動によって血圧測定部位の動脈
壁に振動が生じて、生じた振動成分は動脈の収縮期圧と
拡張期圧間の容積変化を示す容積脈波に重畳して検出さ
れる。血圧決定部１１は、振動特性計測部９、脈波波形
検出部１０およびカフ圧力検出部４により検出された振
動成分、容積脈波および印加圧力に基づいて血圧を決定
する。それゆえに、カフ２を介して生体に過度の圧迫を
与えることが回避されて、圧迫による痛みや不快感を軽
減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は血圧計測装置に関
し、特に非観血な血圧計測を行なう血圧計測装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の非観血な血圧測定装置における血圧測定方式の主要な
ものとしてコロトコフ音（Ｋ音）方式およびオシロメト
リック方式がある。コロトコフ音（Ｋ音）方式は、カフ
圧を微速減圧しながら、コロトコフ音をマイクロホンで
検出して血圧を決定する方法である。オシロメトリック
方式は、カフ圧を微速減圧または微速加圧しながら、動
脈の拍動による圧力振動を検出し振動の大きさから血圧
を決定する方法である。

【０００３】しかしながら、このような従来の血圧測定
方式では最高血圧を測定するために最高血圧より十分に
高い圧力まで加圧する必要がある。また測定精度を確保
するためには減圧速度または加圧速度を比較的ゆっくり
とする必要がある。Ｋ音法では減圧速度は３〜４ｍｍＨ
ｇ／ｓ程度、オシロメトック法では５〜８ｍｍＨｇ／ｓ
程度の減圧（加圧）速度が一般的である。したがって測
定時間が長くかかり患者への負担となっている。特に、
高血圧者の場合には血圧に応じた高い圧力で長時間の測
定が必要なため、痛みや痺れなどの不快感を伴うことも
あり、大きな負担となっている。

【０００４】それゆえにこの発明の目的は血圧測定時の
圧迫による不快感を軽減できる血圧計測装置を提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る血圧計測
装置は、血圧測定部位に装着されて動脈を圧迫するため
のカフに対する印加圧力を変化させながら調整するカフ
圧調整部と、カフ圧調整部により変化する印加圧力に重
畳して圧力振動を印加する振動印加部と、血圧測定部位
の動脈の容積の変動を容積脈波として検出する容積脈波
検出部と、容積脈波検出部により検出された容積脈波か
ら、振動印加部により印加される圧力振動に起因して重
畳している振動成分と、振動成分が除去された前記容積
脈波とを抽出する抽出部と、最高血圧を超えない範囲で
カフ圧調整部により印加圧力を変化させる過程におい
て、抽出部により抽出される容積脈波および振動成分な
らびに印加圧力に基づいて、血圧を決定する血圧決定部
とを備える。

【０００６】上述の血圧計測装置によれば、最高血圧を
超えない範囲でカフ圧調整部により印加圧力を変化させ
る過程において、カフに対する印加圧力に重畳して圧力
振動を印加して、印加した圧力振動によって動脈壁が振
動することで発生する振動成分、動脈の収縮期圧と拡張
期圧間の容積変化を示す容積脈波および印加圧力を得
て、これらに基づいて血圧を決定できる。

【０００７】それゆえに、カフを介して生体に過度の圧
迫を与えることが回避されて、圧迫による痛みや不快感
を大幅に軽減できる。

【０００８】上述の血圧計測装置では振動印加部により
印加される圧力振動の周波数と容積脈波の周波数とは異
なるようにしてもよい。

【０００９】したがって、圧力振動の周波数と容積脈波
の周波数とは異なるので、抽出部は周波数の相違を利用
して、容積脈波に重畳している振動成分と、振動成分が
除去された容積脈波とを抽出するのが容易となる。

【００１０】上述の血圧計測装置では、振動印加部によ
り印加される圧力振動の周波数は容積脈波の周波数より
高くてもよい。

【００１１】したがって、抽出部は周波数帯域の高低に
基づいて、容積脈波に重畳している振動成分と、振動成
分が除去された容積脈波とを抽出するのが容易となる。

【００１２】上述の血圧計測装置では、血圧決定部は、
カフ圧調整部により印加圧力を変化させる過程におい
て、抽出部により抽出される容積脈波の波形の動脈の拡
張期圧の部分に重畳する振動成分の振幅と振動印加部に
より印加される圧力振動の振幅との比を検出して、比が
最大であるときに対応の印加圧力を最低血圧と決定する
最低血圧決定部を有してもよい。

【００１３】したがって、カフ圧調整部により印加圧力
を変化させる過程において、検出される上述の振幅の比
が最大となるときの印加圧力に関連付けて最低血圧を決
定できる。

【００１４】上述の血圧計測装置の血圧決定部は、カフ
圧調整部により印加圧力を容積脈波検出部により検出さ
れる容積脈波の振幅が最大となるまで変化させる過程に
おいて、容積脈波検出部により検出される容積脈波の振
幅と対応の印加圧力とに基づいて最低血圧を決定する最
低血圧決定部を有してもよい。

【００１５】上述の血圧計測装置の血圧決定部は、印加
圧力を容積脈波検出部により検出される容積脈波の振幅
が最大となるレベルから減じるようにカフ圧調整部によ
り変化させる過程において、容積脈波検出部により検出
される容積脈波の振幅と対応の印加圧力とに基づいて最
低血圧を決定する最低血圧決定部を有してもよい。

【００１６】したがって、いわゆるオシロメトリック法
に従い、容積脈波の振幅が最大となる印加圧力（平均血
圧）まで徐々に加圧、あるいは振幅最大となるレベルか
ら徐々に減圧する過程における容積脈波の振幅と印加圧
力から最低血圧を決定できる。

【００１７】上述の血圧計測装置では血圧決定部は、印
加圧力の変化毎に比を印加圧力について積分して得られ
る積分曲線と抽出部により抽出された容積脈波の振幅と
に基づいて脈圧を算出して、算出された脈圧と最低血圧
決定部により決定した最低血圧とを加算して最高血圧を
決定する最高血圧決定部を有してもよい。

【００１８】したがって、印加圧力の変化毎に比を印加
圧力について積分して得られる積分曲線と抽出部により
抽出された容積脈波の振幅とに基づいて脈圧、すなわち
最高血圧と最低血圧との差を求めることができるから、
求めた脈圧と予め決定している最低血圧とを加算するこ
とで、簡単に最高血圧を決定できる。

【００１９】上述の血圧計測装置では振動印加部により
印加される圧力振動の周波数は、印加される圧力振動に
対する血圧測定部位の周波数応答に基づいて、所定周波
数範囲において決定されてもよい。

【００２０】したがって、カフが装着された血圧測定部
位の動脈の圧力振動に対する周波数応答性に応じて印加
する圧力振動の周波数を所定周波数範囲となるように決
定できる。

【００２１】上述の血圧計測装置における所定周波数範
囲は、容積脈波に重畳する振動成分の振幅が血圧測定精
度を確保できる基準値を満たすことが可能な周波数の範
囲であるように決定されてもよい。

【００２２】したがって、カフが装着された血圧測定部
位の筋肉などの生体組織の厚みの差など個体差にかかわ
らず、精度良く血圧測定するために圧力振動を動脈にま
で確実に伝達可能な振動周波数を決定することができ
る。

【００２３】上述の血圧計測装置においては振動印加部
により印加される圧力振動と抽出部により抽出される容
積脈波とは位相が同期していてもよい。

【００２４】したがって、容積脈波の波形に対して常に
同じ位相条件で圧力振動に起因した振動成分が重畳され
るので、振動成分について好ましい測定（抽出）タイミ
ングを得ることができて、良好な測定精度を維持でき
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照し説明する。

【００２６】本実施の形態では、動脈の振動特性と容積
脈波波形から脈圧とを検出することで、別途求めた最低
血圧と併せて最高血圧を得ることができる。この場合に
おいて、カフ圧を最高血圧以上に高めることなく最低血
圧および最高血圧を得るためにカフ圧に微小圧力振動を
印加している。

【００２７】図１において血圧測定装置は、血圧測定装
置の本体１、血圧測定部位に装着されて動脈を圧迫する
カフ２および血圧測定部位の動脈の容積（断面積）変化
を容積脈波として検出する容積脈波検出部３を含む。本
体１はカフ圧力検出部４、カフ圧制御部５、カフ加圧部
６、微小振動印加部７、脈波検出部８、振動特性計測部
９、脈波波形検出部１０、血圧決定部１１、外部からの
指示などの情報を入力するために操作される操作部１
２、測定結果などの情報を表示するための表示部１３お
よびこれら各部を制御・管理するためのＣＰＵ（中央処
理装置の略）およびメモリなどからなる制御部１４を有
する。

【００２８】カフ圧力検出部４は、カフ２に印加してい
る圧力であるカフ圧Ｐｃを検出して出力する。カフ加圧
部６はカフ２に圧力を印加する。微小振動印加部７は微
小な圧力振動を発生させてカフ２に印加する。カフ圧制
御部５は、カフ加圧部６および微小振動印加部７を測定
の順序に従って制御する。カフ加圧制御部５とカフ加圧
部６はカフ２に対する印加圧力を加圧方向または減圧方
向に変化させながら調整する。脈波検出部８は容積脈波
検出部３からの信号を容積脈波ｄＶとして検出し出力す
る。

【００２９】振動特性計測部９は、微小振動印加部７に
より印加される圧力振動に起因して動脈壁が振動するこ
とで発生して容積脈波ｄＶに重畳されている微小振動成
分と、この微小振動成分が除去された容積脈波ｄＶとを
用いて、血管（動脈）の振動特性を計測する。脈波波形
検出部１０は脈波検出部８の出力である容積脈波ｄＶか
ら微小振動成分を除去して容積脈波ｄＶの波形成分のみ
を検出する。

【００３０】血圧決定部１１は、最高血圧を超えない範
囲でカフ加圧部６によりカフ２の印加圧力を変化させる
過程において、脈波波形検出部１０により検出される容
積脈波ｄＶおよび容積脈波ｄＶから抽出した振動成分な
らびにカフ圧に基づいて、血圧を決定する。

【００３１】図２は本実施の形態による血圧決定のため
の概略フローチャートである。図３〜図６は、図２の各
ステップに対応の詳細フローチャートである。これらの
フローチャートに従うプログラムは制御部１４の内部メ
モリに予め格納されて、制御部１４のＣＰＵの制御に基
づいて実行される。これらのフローチャートに従い、血
圧決定の手順を説明する。

【００３２】まず、ユーザは操作部１２を操作して図示
されない測定開始スイッチを押下するので測定が開始さ
れる。測定が開始されると、図２において血管の振動特
性を計測するステップ（ＳＴ１）、最低血圧を決定する
ステップ（ＳＴ２）、最高血圧を決定するステップ（Ｓ
Ｔ３）、ステップＳＴ２とＳＴ３で決定した血圧値を表
示部１３に表示するための血圧値表示ステップ（ＳＴ
４）の順で実施される。

【００３３】振動特性計測ステップ（ＳＴ１）において
はカフ加圧部６によって図７（Ａ）または図７（Ｂ）に
示されるようにカフ圧Ｐｃを階段状に変化させる。この
ときの変化のさせ方は加圧方向（図７（Ａ）参照）およ
び減圧方向（図７（Ｂ）参照）のどちら向きを用いるこ
とも可能である。また、ΔＰ＝３〜６ｍｍＨｇ／ｓ程度
の一定速度で減圧することも可能である。本実施の形態
では階段状にカフ圧Ｐｃを減圧させた場合について説明
する。

【００３４】減圧方向に変化させる場合には、予めカフ
圧Ｐｃを容積脈波ｄＶの振幅が最大となる付近まで加圧
しておく必要がある（図３のＳＴ１−１参照）。具体的
には、カフ加圧部６によりカフ圧Ｐｃを加圧しながら容
積脈波検出部３および脈波検出部８により容積脈波ｄＶ
を検出し、その容積脈波ｄＶの振幅が最大になるカフ圧
Ｐｃをリアルタイムに検出する。最大振幅の容積脈波ｄ
Ｖを検出した時点で加圧を終了し、微小振動印加部７に
よるカフ圧Ｐｃに印加する微小振動の周波数ｆ _Vを決定
する処理（ＳＴ１−２）に移行する。

【００３５】図８には微小振動印加部７がカフ加圧部６
と関連して示される。ここではカフ加圧部６には加圧の
ためのポンプと減圧のための制御弁が含まれている。微
小振動印加部７は、図示されるようにカフ２に接続され
たシリンダ内の空気室の容積を、加振制御機構からコイ
ルに電流を流してコイルと磁石による電磁力で往復運動
するピストンにより高速に変化させることでカフ圧Ｐｃ
に微小振動を発生させる。このとき上腕などにカフ２を
装着すると筋肉などの生体組織の厚みが大きいため、高
い周波数ｆ_Vの圧力振動が血管まで伝達しない可能性が
ある。またカフ２の装着部位にかかわらず伝達可能な微
小振動周波数ｆ_Vには個体差が予想される。

【００３６】しかし、この振動周波数ｆ_Vは容積脈波ｄ
Ｖのそれに対して高いほどフィルタなどの回路を用いて
分離することが容易であるので、微小振動印加部７によ
り印加された微小振動が確実に動脈に伝達する周波数ｆ
_Vを選択することで最良の測定精度を得ることができ
る。

【００３７】本実施の形態では図３のステップＳＴ１−
２において微小振動周波数ｆ_Vを仮決定する。具体的に
は、微小振動周波数ｆ_Vを初期値ｆ_V０からｄｆずつ増加
させて印加しながら脈波検出部８により検出される容積
脈波ｄＶに重畳する微小振動を監視する。容積脈波ｄＶ
に重畳した微小振動の振幅が測定精度を確保できる基準
値を下回らない範囲で最大の周波数を微小振動周波数ｆ
_Vとして仮に決定する。

【００３８】次に、脈拍と微小振動との同期を行ない微
小振動周波数ｆ_Vを決定する（ＳＴ１−３）。同期をと
るのは、容積脈波ｄＶに重畳したある位置の微小振動振
幅を測定する場合、微小振動の位相が脈拍（容積脈波ｄ
Ｖ）の位相と同期していないと微小振動の振幅は測定し
たいタイミングから±１／２周期分の範囲でずれてしま
い測定精度に影響するからである。

【００３９】具体的には容積脈波ｄＶの周期（Ｔ_W）が
印加した微小振動の周期Ｔ_Vの整数倍となるように振動
周期Ｔ_Vを調整する。たとえば、脈拍７０拍／分の場
合、Ｔ_V＝６０（秒）÷７０（拍／分）÷ｎと表わされ
る。次の式（１）の条件で前のステップで仮決定した振
動周波数ｆ_Vよりも低い範囲で最大の振動周波数ｆ_Vを選
択する。

【００４０】 ｆ_V＞７０（拍／分）×ｎ÷６０（秒）（ｎは整数）…式（１） 式（１）でｎ＝１０とするとＴ_V＝８５．７１４（ｍ
ｓ）、ｎ＝２１とするとＴ_V＝４０．８１６（ｍｓ）と
なる。ここで、ｎは脈１拍の間に微小振動させる回数で
あり前述した振動検出可能な周波数より低い範囲で最大
となるものを選択する。

【００４１】微小振動の周波数ｆ_Vを決定すると、カフ
圧Ｐｃを階段状に変化させるのと同時に微小振動印加部
７によりカフ２に対して圧力の微小振動を印加する。こ
のときカフ圧Ｐｃの階段状の圧力変化部ΔＰと微小振動
分の圧力ΔＰ_Vを細かくした方が測定の分解能は有利に
なるが、本実施の形態では説明を簡単にするためΔＰ＝
５ｍｍＨｇとし、ΔＰ_V＝±２．５ｍｍＨｇと設定す
る。

【００４２】ここで微小振動分の圧力ΔＰ_Vは必ずしも
一定値に制御する必要はなく、カフ圧力検出部４におい
て振動振幅値を検出し後の演算に用いるだけでよい。図
９にカフ圧Ｐｃに微小振動を重畳させながら階段状に変
化させた場合の容積脈波ｄＶの変化の様子が示される。
図９において縦軸にはカフ圧Ｐｃがとられ、横軸に時間
経過が示される。血圧Ｐａは血管内圧力を表わしてい
る。また容積脈波ｄＶはカフ圧Ｐｃと血圧Ｐａとの差に
よって変化する血管の容積変化を表わしている。

【００４３】血管の容積変化は容積脈波検出部３におい
て検出される。容積脈波検出部３としては、光電センサ
を用いて血管における血流の増減を赤外光の吸収または
反射度合として検出する方法や、血管容積の変動で生じ
るインピーダンス変化を検出する方法が一般的に適用さ
れるが、いずれの方法を用いても血管の容積変化を検出
することができる。

【００４４】カフ圧Ｐｃ一定の区間が長ければ長いほど
測定時間が長くなるので、カフ圧Ｐｃを階段状の圧力変
化に相当のΔＰ分変化させるタイミングは容積脈波ｄＶ
と同期させることとし、あるカフ圧Ｐｃにおいて少なく
とも容積脈波ｄＶの１周期分が含まれるようにする。

【００４５】このように微小振動が印加されたカフ圧Ｐ
ｃを階段状に変化させながら検出した容積脈波ｄＶから
振動特性計測部９において各カフ圧Ｐｃの血管の振動特
性（血管弾性特性）を計測する。

【００４６】具体的には、図４のＳＴ１−４に示される
ように容積脈波ｄＶ入力して、容積脈波ｄＶの立上がり
時のカフ圧Ｐｃ（ｉ）をカフ圧力検出部４から入力して
決定し、容積脈波ｄＶにハイパスフィルタ（ＨＰＦ）処
理を実施して微小振動成分のみを抽出し、抽出された微
小振動成分について容積脈波ｄＶの立上がり直前の最低
レベル時、すなわち最低血圧（動脈の拡張期圧）部分の
振幅ｄＰＶ（ｉ）を測定する。ここで、微小振動成分の
振幅ｄＰＶ（ｉ）を任意の位置で計測しても血管弾性特
性を算出可能であるが、本実施例のように最低血圧のと
きの振幅ｄＰＶ（ｉ）を計測することでカフ圧Ｐｃを最
高血圧まで上昇させることなく血管の収縮状態から拡張
状態までの最も広い範囲で血管弾性特性を測定すること
が可能となる。次に、容積脈波ｄＶをローパスフィルタ
（ＬＰＦ）処理を実施して重畳されている微小振動成分
を除去して容積脈波ｄＶのみを抽出して、最低血圧時の
容積脈波ｄＶの振幅ａｍｐ（ｉ）を算出するとともに、
この容積脈波ｄＶの発生した時点のカフ圧Ｐｃ（ｉ）も
カフ圧力検出部４から入力して、これら振幅ｄＰＶ
（ｉ）、振幅ａｍｐ（ｉ）およびカフ圧Ｐｃ（ｉ）のパ
ラメータを記憶する。その後、最低血圧決定ステップ
（ＳＴ２）に移行する。

【００４７】ここで、血圧Ｐａとカフ圧Ｐｃおよび微小
振動の重畳した容積脈波ｄＶとローパスフィルタにより
微小振動成分が除去された後の容積脈波ｄＶ、またハイ
パスフィルタにより抽出された微小振動成分のみによる
振幅ΔＶの波形との関係を図１０（Ａ）〜（Ｃ）、図１
１（Ａ）〜（Ｃ）、図１２（Ａ）〜（Ｃ）および図１３
（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図１０（Ｂ）、図１１（Ｂ）、
図１２（Ｂ）および図１３（Ｂ）においては、重畳され
ていた微小振動成分がローパスフィルタにより除去され
た後の容積脈波ｄＶの波形が太線で示されている。図１
０（Ａ）〜（Ｃ）、図１１（Ａ）〜（Ｃ）、図１２
（Ａ）〜（Ｃ）および図１３（Ａ）〜（Ｃ）では最高血
圧１２０ｍｍＨｇおよび最低血圧８０ｍｍＨｇの人体に
対してカフ圧Ｐｃを１００ｍｍＨｇから７０ｍｍＨｇま
で１０ｍｍＨｇ変化ごとの波形を示している。

【００４８】まず、図１０（Ａ）〜（Ｃ）のグラフはカ
フ圧Ｐｃ＝１００ｍｍＨｇ、微小振動振幅５ｍｍＨｇと
したときの波形を示す。カフ圧Ｐｃが最高血圧（１２０
ｍｍＨｇ）より低く、最低血圧（８０ｍｍＨｇ）より高
い関係にあるこの例の場合は、図１０（Ｂ）と（Ｃ）に
示されるように容積脈波ｄＶの中間の位置に微小振動の
振幅ΔＶの波形について振幅最大の部分が位置する。こ
の振幅最大となる位置は図１０（Ａ）に示されるように
カフ圧Ｐｃと血圧Ｐａが等しくなる位置である。この現
象の発生原理は後述するような管法則として一般的に知
られている。動脈の振動特性を計測するため最低血圧
（拡張期圧）の位置の微小振動の振幅ΔＶを計測する。

【００４９】図１１（Ａ）〜（Ｃ）のグラフはカフ圧Ｐ
ｃ＝９０ｍｍＨｇとしたときの波形を示す。血圧Ｐａが
最低血圧（拡張期圧）である位置での微小振動の振幅Δ
Ｖはカフ圧Ｐｃ＝１００ｍｍＨｇのときより若干増加す
る。

【００５０】次に図１２（Ａ）〜（Ｃ）のグラフはカフ
圧Ｐｃ＝８０ｍｍＨｇとしたときの波形を示す。このよ
うにカフ圧Ｐｃと最低血圧が等しい場合、血圧Ｐａの最
低血圧（拡張期圧）の位置で検出される微小振動の振幅
ΔＶと印加した微小振動の振幅ΔＰ_Vについての振幅比
ΔＶ／ΔＰ_Vは最大となる。したがって、このような振
幅比ΔＶ／ΔＰ_Vの値が最大となるときのカフ圧Ｐｃを
最低血圧であると決定することができる。ここで、検出
される微小振動の振幅ΔＶを振幅ΔＰ_Vで除しているの
は値を正規化するためである。

【００５１】図１３（Ａ）〜（Ｃ）のグラフはカフ圧Ｐ
ｃ＝７０ｍｍＨｇとしたときの波形を示す。この場合に
最低血圧（拡張期圧）時における微小振動の振幅ΔＶは
最大となるがその振幅値はカフ圧Ｐｃ＝８０ｍｍＨｇの
ときより小さくなるから、振幅比ΔＶ／ΔＰ_Vは最大と
ならない。

【００５２】以上のように、階段状に変化させた各カフ
圧Ｐｃごとに振幅比ΔＶ／ΔＰ_Vを計測した結果が図１
４のグラフを用いて示される。図１４のグラフでは横軸
にカフ圧Ｐｃが採られて、一方の縦軸に振幅比ΔＶ／Δ
Ｐ_Vが採られて、他方の縦軸に曲線ＰＶの値が採られて
いる。図１４では曲線ｄＰＶは各カフ圧Ｐｃにおいて血
圧Ｐａ＝最低血圧時の振幅比ΔＶ／ΔＰ_Vを示してい
る。曲線ＰＶは、曲線ｄＰＶの値がほぼ０であったとき
のカフ圧Ｐｃ＝１００ｍｍＨｇから低圧まで順次曲線ｄ
ＰＶの値を加算した値を示している。曲線ＰＶはカフ圧
Ｐｃを階段状に変化させたときの血管の容積変化、すな
わち血管弾性特性を表わす曲線といえる。

【００５３】図５の最低血圧決定ステップ（ＳＴ２）で
は次に示すように最低血圧の決定を行なう。最低血圧の
決定方法はたとえばオシロメトリック方式による最低血
圧決定方法と微小振動最大点による最低血圧決定方法な
どがあるが、どの方法を用いてもよく、これら方法で用
いられる最低血圧決定に必要な容積脈波ｄＶの振幅、微
小振動の振幅ΔＶ、カフ圧Ｐｃなどの情報は振動特性
（血管弾性特性）計測ステップ（ＳＴ１）で計測したも
のと同じである。

【００５４】オシロメトリック方式では容積脈波ｄＶの
振幅最大となるカフ圧Ｐｃ（＝平均血圧）まで徐々に加
圧、あるいは振幅最大付近から徐々に減圧した時の各カ
フ圧Ｐｃにおける容積脈波ｄＶの振幅から最低血圧を決
定する。オシロメトリック方式による最低血圧決定方法
では、図１５に示されるように最低血圧のみを決定する
ためには最高血圧以上までカフ２を加圧する必要がな
く、最低血圧より少し高いカフ圧Ｐｃまで加圧して容積
脈波ｄＶの振幅が急速に小さくなる部分のカフ圧Ｐｃを
最低血圧と決定する。

【００５５】微小振動最大点による最低血圧決定では、
前述した振動特性計測部９の振動特性（管弾性特性）計
測ステップにおいて最低血圧部分に現われる微小振動の
振幅ΔＶが最大となるときのカフ圧Ｐｃを最低血圧と決
定する（図１４参照）。

【００５６】上述のようにして最低血圧が決定すると、
次に図６の最高血圧決定ステップ（ＳＴ３）に移行す
る。最高血圧決定ステップではカフ圧Ｐｃの変化毎に前
述の振幅比をカフ圧力Ｐｃについて積分して得られる積
分曲線と脈波波形検出部１０により検出された容積脈波
ｄＶの振幅とに基づいて脈圧を算出して、算出された脈
圧と決定している最低血圧とを加算して最高血圧を決定
する。

【００５７】具体的には脈波波形検出部１０で微小振動
が重畳した容積脈波ｄＶの波形から微小振動成分をロー
パスフィルタによって除去して、血圧Ｐａによって生じ
る容積脈波ｄＶの波形を各カフ圧Ｐｃごとに抽出し容積
脈波ｄＶの振幅を測定する。

【００５８】血圧決定部１１では、振動特性計測部９に
よって得られた図１４に示される曲線ＰＶと脈波波形検
出部１０によって得られた血圧Ｐａ＝最低血圧（８０ｍ
ｍＨｇ）時の容積脈波ｄＶの波形ｄＶ₈₀の振幅Ａｍｐ₈₀
用いて脈圧（＝最高血圧−最低血圧）値を算出する。

【００５９】最低血圧決定ステップ（ＳＴ２）において
決定された最低血圧（８０ｍｍＨｇ）時のＰＶ曲線の振
幅Ｐｄに加算したレベルとＰＶ曲線との交点をＰ_Sとす
るとＰ_Sが示すカフ圧（Ｐｃ＝４０ｍｍＨｇ）と最低血
圧８０ｍｍＨｇとの差である４０ｍｍＨｇは脈圧値（＝
最高血圧−最低血圧）を示す。ここで、脈圧値と最低血
圧値が決定されたので最高血圧＝最低血圧＋脈圧として
最高血圧が決定される。

【００６０】図１６と図１７を参照して管法則を用いて
本実施例における微小振動振幅の変化の発生原理を説明
する。

【００６１】図１６に示されるのは血管壁の圧力（Ｐ）
と血管容積（Ｖ）変化の関係を示す曲線Ｃである。横軸
Ｐａ−Ｐｃは血管内圧、すなわち血圧Ｐａとカフ圧Ｐｃ
との差分であり血管壁の圧力（Ｐ）を表わしている。縦
軸Ｖは血管容積を表わしている。

【００６２】血圧Ｐａとカフ圧Ｐｃが等しい点（Ｐａ−
Ｐｃ＝０）付近において曲線Ｃの傾きは最大となる。こ
れは、この点が血管が無負荷状態から拡張する変化（Ｐ
ａ−Ｐｃ＞０）と圧閉する変化（Ｐａ−Ｐｃ＜０）との
境界点であり、コンプライアンス（血管の内外圧差変化
に対する容積変化）が最大となることに起因する。

【００６３】カフ圧Ｐｃを一定とした場合、波形Ａは脈
（容積脈波ｄＶ）の１拍分の血圧Ｐａの変化を表わして
いる。図１６で波形Ａは血圧Ｐａが最低血圧を示すとき
に横軸が０、すなわち最低血圧Ｐａとカフ圧Ｐｃが等し
い状態を表わしている。図１６においてカフ圧Ｐｃを増
加させた場合は波形Ａは左方向へ移動し、カフ圧Ｐｃを
減少させた場合には右方向へ移動する。

【００６４】次に、波形Ｂはカフ圧Ｐｃが最低血圧に等
しい場合の血圧波形によって発生する血管の容積変化を
表わしている。この血管の脈動を光電センサなどを用い
て検出したものは容積脈波ｄＶという。

【００６５】図１７にカフ圧Ｐｃに振幅ΔＰ_Vを有する
微小圧力振動を加えた場合に観測される容積脈波ｄＶを
示す。図１６で説明した血圧Ｐａの波形Ａは図１７では
カフ圧Ｐｃに印加した微小振動が重畳した波形となる。
曲線Ｃは横軸０付近で最大傾きとなるので容積脈波ｄＶ
の波形Ｂは最低血圧付近で一番大きな振動が重畳した波
形となり、その他の部分では曲線Ｃの傾きに比例して振
動は小さくなる。

【００６６】図１８（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、図１０
（Ａ）〜（Ｃ）、図１１（Ａ）〜（Ｃ）、図１２（Ａ）
〜（Ｃ）および図１３（Ａ）〜（Ｃ）で示した容積脈波
ｄＶの振動発生の様子を説明する。

【００６７】図１８（Ａ）および（Ｂ）ではカフ圧Ｐｃ
は最高血圧（１２０ｍｍＨｇ）より低く、最低血圧（８
０ｍｍＨｇ）より高い状態である。カフ圧Ｐｃに重畳し
た微小振動は血圧Ｐａの波形Ａの振動として現われる。
波形Ａは微小振動しながらカフ２を圧迫したときに１拍
の脈動が曲線Ｃの横軸上をどのように変動するかを示し
ている。

【００６８】横軸が０のときに曲線Ｃは最も傾きが大き
くなるので、曲線Ｃによる血圧Ｐａの写像である波形Ｂ
（容積脈波ｄＶによる波形）は縦軸Ｖ＝ｍの位置で最大
の振動振幅が重畳した波形となる。容積脈波ｄＶの波形
Ｂの立上がり部分は急峻に血管容積Ｖが増大するので微
小振動の重畳した様子は観測しにくいが容積脈波ｄＶの
立下がり部分は微小振動の周期と比べて比較的ゆっくり
した動きであるので振動が重畳している様子を観察しや
すい。

【００６９】図１８（Ａ）では血管内圧力（血圧Ｐａ）
が最低血圧よりやや高い時点で曲線Ｃが値０となるの
で、すなわち血管が圧閉してしまうので容積脈波ｄＶに
は血圧Ｐａの左側１／４程度の波形は写像されない。図
１８（Ｂ）ではカフ圧Ｐｃが９０ｍｍＨｇとなり、血圧
Ｐａによる波形Ａは図中右側に移動しほぼ全体が容積脈
波ｄＶの波形Ｂに写像される。図１８（Ｃ）ではカフ圧
Ｐｃと最低血圧が等しい状態にある。血圧Ｐａの波形Ａ
の最低血圧の位置が曲線Ｃの傾き最大の位置となるので
容積脈波ｄＶの波形Ｂは、波形Ｂの底部付近の振動が最
も大きくなる。

【００７０】図１８（Ｄ）はカフ圧Ｐｃが最低血圧より
も低くなった状態であり、曲線Ｃの特性から容積脈波ｄ
Ｖの波形Ｂの底部付近の振動が最も大きいがその振幅は
図１８（Ｃ）の場合より小さくなる。

【００７１】このようにカフ圧Ｐｃが最低血圧に等しい
とき、容積脈波ｄＶに振幅最大の振動が重畳することが
わかる。

【００７２】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【００７３】

【発明の効果】この発明にによれば、最高血圧を超えな
い範囲でカフ圧調整部により印加圧力を変化させる過程
において、カフに対する印加圧力に重畳して圧力振動を
印加して、印加した圧力振動によって動脈壁が振動する
ことで発生する振動成分、動脈の収縮期圧と拡張期圧間
の容積変化を示す容積脈波および印加圧力を得て、これ
らに基づいて血圧を決定できる。それゆえに、カフを介
して生体に過度の圧迫を与えることが回避されて、圧迫
による痛みや不快感を大幅に軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態に係る血圧測定装置の構成図で
ある。

【図２】 本実施の形態に係る血圧測定処理の概略フロ
ーチャートである。

【図３】 本実施の形態に係る血圧測定処理の詳細フロ
ーチャートである。

【図４】 本実施の形態に係る血圧測定処理の詳細フロ
ーチャートである。

【図５】 本実施の形態に係る血圧測定処理の詳細フロ
ーチャートである。

【図６】 本実施の形態に係る血圧測定処理の詳細フロ
ーチャートである。

【図７】 （Ａ）と（Ｂ）は血管特性計測時のカフ圧印
加パターンを示す図である。

【図８】 本実施の形態に係る微小振動印加部の構成図
である。

【図９】 カフ圧と容積脈波の関係を示す図である。

【図１０】 （Ａ）〜（Ｃ）は本実施の形態に係る微小
振動成分の抽出について示す図である。

【図１１】 （Ａ）〜（Ｃ）は本実施の形態に係る微小
振動成分の抽出について示す図である。

【図１２】 （Ａ）〜（Ｃ）は本実施の形態に係る微小
振動成分の抽出について示す図である。

【図１３】 （Ａ）〜（Ｃ）は本実施の形態に係る微小
振動成分の抽出について示す図である。

【図１４】 本実施の形態に係る脈圧決定の手順を示す
図である。

【図１５】 オシロメトリック法による最低血圧決定の
手順を示す図である。

【図１６】 血管壁の圧力と血管容積変化の関係を示す
曲線と容積脈波を示す図である。

【図１７】 本実施の形態に係る微小振動印加時の容積
脈波を示す図である。

【図１８】 （Ａ）〜（Ｄ）はカフ圧変化と容積脈波波
形を示す図である。

【符号の説明】

２ カフ、３ 容積脈波検出部、４ カフ圧力検出部、
５ カフ圧制御部、６カフ加圧部、７ 微小振動印加
部、８ 脈波検出部、９ 振動特性計測部、１０ 脈波
波形検出部、１１ 血圧決定部、１２ 操作部、１３
表示部、Ｐｃカフ圧、Ｐａ 血圧、ｄＶ 容積脈波。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤野井 幸哉 京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地 株式会社オムロンライフサイエ ンス研究所内 (72)発明者 宮脇 義徳 京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地 株式会社オムロンライフサイエ ンス研究所内 Ｆターム(参考） 4C017 AA08 AD01 BD05 DE01 FF08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 血圧測定部位に装着されて動脈を圧迫す
   るためのカフに対する印加圧力を変化させながら調整す
   るカフ圧調整部と、 前記カフ圧調整部により変化する前記印加圧力に重畳し
   て圧力振動を印加する振動印加部と、 前記血圧測定部位の前記動脈の容積の変動を容積脈波と
   して検出する容積脈波検出部と、 前記容積脈波検出部により検出された前記容積脈波か
   ら、前記振動印加部により印加される前記圧力振動に起
   因して重畳している振動成分と、前記振動成分が除去さ
   れた前記容積脈波とを抽出する抽出部と、 最高血圧を超えない範囲で前記カフ圧調整部により前記
   印加圧力を変化させる過程において、前記抽出部により
   抽出される前記容積脈波および前記振動成分ならびに前
   記印加圧力に基づいて、血圧を決定する血圧決定部とを
   備える、血圧計測装置。
2. 【請求項２】 前記血圧決定部は、 前記カフ圧調整部により前記印加圧力を変化させる過程
   において、前記抽出部により抽出される前記容積脈波の
   波形の前記動脈の拡張期圧の部分に重畳する前記振動成
   分の振幅と前記振動印加部により印加される前記圧力振
   動の振幅との比を検出して、前記比が最大であるときに
   対応の前記印加圧力を最低血圧と決定する最低血圧決定
   部を有する、請求項１に記載の血圧計測装置。
3. 【請求項３】 前記血圧決定部は、 前記カフ圧調整部により前記印加圧力を前記容積脈波検
   出部により検出される前記容積脈波の振幅が最大となる
   まで変化させる過程において、前記容積脈波検出部によ
   り検出される前記容積脈波の振幅と対応の前記印加圧力
   とに基づいて最低血圧を決定する最低血圧決定部を有す
   る、請求項１に記載の血圧計測装置。
4. 【請求項４】 前記血圧決定部は、 前記印加圧力を前記容積脈波検出部により検出される前
   記容積脈波の振幅が最大となるレベルから減じるように
   前記カフ圧調整部により変化させる過程において、前記
   容積脈波検出部により検出される前記容積脈波の振幅と
   対応の前記印加圧力とに基づいて最低血圧を決定する最
   低血圧決定部を有する、請求項１に記載の血圧計測装
   置。
5. 【請求項５】 前記血圧決定部は、 前記印加圧力の変化毎に前記比を前記印加圧力について
   積分して得られる積分曲線と前記抽出部により抽出され
   た前記容積脈波の振幅とに基づいて脈圧を算出して、算
   出された前記脈圧と前記最低血圧決定部により決定した
   前記最低血圧とを加算して最高血圧を決定する最高血圧
   決定部を有する、請求項２ないし４のいずれかに記載の
   血圧計測装置。
6. 【請求項６】 前記振動印加部により印加される前記圧
   力振動の周波数は、印加される前記圧力振動に対する前
   記血圧測定部位の周波数応答に基づいて、所定周波数範
   囲において決定されることを特徴とする、請求項１ない
   し５のいずれかに記載の血圧計測装置。
7. 【請求項７】 前記所定周波数範囲は、前記容積脈波に
   重畳する前記振動成分の振幅が血圧測定精度を確保でき
   る基準値を満たすことが可能な前記周波数の範囲であ
   る、請求項６に記載の血圧計測装置。
8. 【請求項８】 前記振動印加部により印加される前記圧
   力振動と前記抽出部により抽出される前記容積脈波とは
   位相が同期していることを特徴とする、請求項１ないし
   ７に記載の血圧計測装置。