JP2006247220A - 血圧測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可及的に短い時間で血圧を測定し得る血圧測定装置を提供する。
【解決手段】 上腕部１４の血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰとその血管から得られる脈波の振幅ＡＭとの関係を予め記憶するハードディスク４０と、カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を変化させる過程でその血管から得られる各脈波の振幅ＡＭを少なくとも３つ検出する振幅検出手段５０（ＳＢ６）と、上記ハードディスク４０に記憶された関係から、上記振幅検出手段５０により検出された各カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ における脈波振幅ＡＭに適合する１本の包絡線７２を決定する包絡線決定手段５２（ＳＢ７）と、その包絡線決定手段５２により決定された包絡線７２から前記上腕部１４の最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＤＰ_ＤＩＡ を決定する血圧決定手段５４（ＳＢ８）とを、含むことから、少なくとも３拍の脈拍を検出することで血圧を決定することができる。
【選択図】 図２０

Description

本発明は、血管の内外圧差が均衡した状態における特性に基づいて血圧を測定する血圧測定装置に関する。

生体の血圧を測定するための血圧測定装置として、オシロメトリック方式による血圧測定装置が広く普及している。例えば、特許文献１に記載された自動血圧測定装置がそれである。斯かる自動血圧測定装置は、生体の上腕等に巻回されたカフの圧迫圧力すなわカフ圧を徐速変化させ、その過程でカフに発生する振動成分すなわちカフ脈波の振幅のカフ圧に対する変化に基づいて血圧を測定するものである。オシロメトリック方式を採用した血圧測定装置は、前頸部、指部、又は下肢等のマイクロホン方式では測定が困難な部位でも血圧測定ができることに加え、測定が容易であり特別な技術を要しないという利点がある。
特開２００２−１３６４８７号公報

しかし、従来のオシロメトリック方式による血圧測定装置では、１回の測定に少なくとも３０秒程度の時間を要し、とりわけ連続して測定を行う場合には被検者にかかる負担が少なくなかった。

そこで、本発明者等は、従来用いられていなかった新たな方式により可及的に短い時間で血圧を測定し得る技術を開発すべく、鋭意研究を継続してきた。その一つの結果として、血管壁の内外圧差が均衡した状態におけるその内外圧差と血管の径寸法との関係、延いてはその内外圧差と脈波の振幅との関係が一意的に決定されるとの推論を得て、斯かる特性に基づいて血圧を測定する血圧測定装置を発想するに至った。

本発明は、以上の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、可及的に短い時間で血圧を測定し得る血圧測定装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、生体の血圧を測定する血圧測定装置であって、その生体の血管の内外圧差が均衡した状態におけるその内外圧差とその血管から得られる脈波の振幅との関係を予め記憶する記憶装置と、前記生体の血管の圧迫圧力を変化させる過程でその血管から得られる各脈波の振幅を少なくとも３つ検出する振幅検出手段と、前記記憶装置に記憶された関係から、前記振幅検出手段により検出された前記各圧迫圧力における脈波の振幅に適合する１本の包絡線を決定する包絡線決定手段と、その包絡線決定手段により決定された包絡線から前記生体の血圧を決定する血圧決定手段とを、含むことを特徴とするものである。

このようにすれば、前記生体の血管の内外圧差が均衡した状態におけるその内外圧差とその血管から得られる脈波の振幅との関係を予め記憶する記憶装置と、前記生体の血管の圧迫圧力を変化させる過程でその血管から得られる各脈波の振幅を少なくとも３つ検出する振幅検出手段と、前記記憶装置に記憶された関係から、前記振幅検出手段により検出された前記各圧迫圧力における脈波の振幅に適合する１本の包絡線を決定する包絡線決定手段と、その包絡線決定手段により決定された包絡線から前記生体の血圧を決定する血圧決定手段とを、含むことから、少なくとも３拍の脈拍を検出することで血圧を決定することができ、１０秒程度の可及的に短い時間で血圧を測定し得る血圧測定装置を提供することができる。

ここで、好適には、前記生体の血管の圧迫圧力を変化させる過程でその血管から得られる複数の各脈波について前記内外圧差に対する脈波の振幅の変化率を示す特性曲線を前記関係として導出する特性曲線導出手段と、その特性曲線導出手段により導出される特性曲線から複数本の包絡線を導出する包絡線導出手段とを、含み、前記包絡線決定手段は、その包絡線導出手段により導出された複数本の包絡線のうちから前記１本の包絡線を決定するものである。このようにすれば、前記血管の特性を顕著に反映する前記特性曲線を用いて、可及的に短い時間で前記１本の包絡線を決定できるという利点がある。

また、好適には、前記血管の圧迫圧力を変化させる過程でその血管から得られる複数の各脈波について前記内外圧差に対する脈波の振幅の変化率を算出する変化率算出手段を含み、前記特性曲線導出手段は、その変化率算出手段により算出された各内外圧差に対する変化率を示す複数本の直線から前記特性曲線を導出するものである。このようにすれば、可及的に簡便に前記特性曲線を導出することができるという利点がある。

また、好適には、前記均衡した状態における内外圧差は、前記血管の内圧とその血管の圧迫圧力との差の脈拍１拍内における最大値と最小値との差である。このようにすれば、従来のオシロメトリック血圧測定装置と同様の装置構成にて、前記生体の血管の内外圧差が均衡した状態におけるその内外圧差とその血管から得られる脈波の振幅との関係を検出できるという利点がある。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が適用された血圧測定装置１０の構成を説明するブロック線図である。この図１において、カフ１２は、例えばゴム製袋を布製帯状袋内に有する部材であり、生体の血圧測定に際しては例えばその上腕部１４に巻回される。上記カフ１２には、圧力センサ１６、圧力制御弁１８、及び空気ポンプ２０が配管２２を介してそれぞれ接続されている。この圧力制御弁１８は、上記カフ１２内への圧力の供給を許容する圧力供給状態、カフ１２内の圧力を徐々に排圧する徐速排圧状態、及びカフ１２内を急速に排圧する急速排圧状態の３つの状態に切り換えられるように構成されている。

上記圧力センサ１６は、上記カフ１２内の圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰを、静圧弁別回路２４及び脈波弁別回路２６へ供給する。この静圧弁別回路２４は、ローパスフィルタを備えており、圧力信号ＳＰに含まれる定常的な圧力すなわちカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を表すカフ圧迫圧信号ＳＫを弁別してそのカフ圧迫圧信号ＳＫをＡ／Ｄ変換器２８を介して演算制御装置３２へ供給する。上記脈波弁別回路２６は、バンドパスフィルタを備えており、圧力信号ＳＰの振動成分すなわちカフ脈波Ｗ_Ｃ を表す脈波信号ＳＭを周波数的に弁別してその脈波信号ＳＭをＡ／Ｄ変換器３０を介して演算制御装置３２へ供給する。

上記演算制御装置３２は、ＣＰＵ３４、ＲＯＭ３６、ＲＡＭ３８、ハードディスク４０、及び出力インターフェイス４２を備えた所謂マイクロコンピュータにて構成されており、このＣＰＵ３４は、上記ＲＯＭ３６に予め記憶されたプログラムに従って上記ＲＡＭ３８の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行することにより、上記出力インターフェイス４２から駆動信号を出力して、図示しない駆動回路を介して前記圧力制御弁１８及び空気ポンプ２０により前記カフ１２内の圧力を制御すると共に、そのカフ１２内の圧力制御過程において得られるカフ圧迫圧信号ＳＫ及び脈波信号ＳＭに基づいて最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡ を決定し、その決定した最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡ を表示器４４に表示する。上記ハードディスク４０は、記憶装置として機能するものであり、上記ＣＰＵ３４により導出される前記上腕部１４の血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰとその血管から得られる脈波振幅ＡＭとの関係を記憶する。

図２は、前記演算制御装置３２の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図２において、カフ圧制御手段４６は、前記静圧弁別回路２４から供給されるカフ圧迫圧信号ＳＫに基づいてカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を判断しつつ、前記圧力制御弁１８及び空気ポンプ２０を制御してカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を所定圧力Ｐ_ＳＥＴ になるまで例えば３０ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度の速度で急速昇圧させ、次いで、所定の速度で徐速降圧させる。そして、徐速降圧させる必要がなくなった段階で、カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を急速に降圧させる。

血圧測定手段４８は、振幅検出手段５０、包絡線決定手段５２、及び血圧決定手段５４を含むものであり、前記上腕部１４の血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰとその血管から得られる脈波振幅ＡＭとの関係に基づいて最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡ を測定する。なお、血管の脈波振幅ＡＭは、その血管の径寸法φＡの変化として捉えられることから、この血圧測定手段４８は、換言すれば、前記上腕部１４の血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰとその血管の径寸法φＡとの関係に基づいて最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡ を測定するものである。

図３は、血管（上腕大動脈）の半径と血管壁の張力との関係を表すグラフである。線形弾性体（フック弾性体）であれば、点線で示すように、管の半径と管壁の張力とは比例関係を示すが、生体の血管については、実線で示すように、径寸法の伸張が大きくなるにつれて比例関係が崩れてくる。このように比例関係が崩れるのは、血管壁が弾性繊維と膠原繊維とによって構成されているためであると考えられる。図３に実線で示す血管の半径と血管壁の張力との関係を表す曲線は、被検者の血管の特性として、血圧及び心拍変動等に影響されることなく観測されるものと考えられる。

同様に、血管の半径と血管壁の張力との関係を表すものにラプラス（Laplace）の法則がある。このラプラスの法則は、Ｔを血管壁の張力、ΔＰを血管の内外圧差、ｒを血管の半径、Ｗを血管壁の厚さとしたときに、以下に示す式１によって与えられる関係であり、この関係を図３のグラフに書き加えると図４のようになる。この図４において、ｒ_０ は、血管壁の張力が０のときの血管半径である。点Ａは、図３の実線で示す曲線とラプラスの法則を表す直線との交点であり、血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態における血管半径である。このΔＰが変化すると、ラプラスの法則を表す直線はそれに応じて鎖線に示すように変化し、血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態における血管半径も点Ａ’へ移行する。

［式１］
Ｔ＝（ΔＰ／Ｗ）×ｒ

図３の実線で示す血管の半径と血管壁の張力との関係を表す曲線及び血管壁の厚さは、同一の被検者の所定部位において経日的乃至経月的に測定する限りにおいては、ほとんど変化しないものと考えられる。このことから、血管壁の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰと血管径寸法φＡとの関係、延いてはその内外圧差ΔＰと脈波振幅ＡＭとの関係が一意的に決定されるとの推論が得られる。図５は、血管壁の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰと血管半径との関係を表すグラフである。この図５の破線矩形で囲まれた領域内の実線は、血管外圧が１００ｍｍＨｇである場合に血管内圧が最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡ （７０ｍｍＨｇ）から最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ （１２０ｍｍＨｇ）まで変化した様子を示している。この実線に示す血管壁の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰと血管径寸法φＡとの関係は、被検者の血管に固有の特性として考えることができ、心拍数、血圧の変動、或いは不整脈による脈波形の変化等によっては変化しない。

前記均衡した状態における血管壁の内外圧差ΔＰとして、好適には、前記血管の内圧とその血管の圧迫圧力すなわちカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ との差の脈拍１拍内における最大値Ｐ_ＵＬと最小値Ｐ_ＬＬとの差を考えることができる。前記血管の内圧の最大値及び最小値付近すなわちその内圧とカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ との差の脈拍１拍内における最大値Ｐ_ＵＬ及び最小値Ｐ_ＬＬ付近では、その内圧の変化が停止して内外圧差ΔＰが均衡し、血管形状との対応関係が正確に得られるようになる。前記血圧測定装置１０は、そのように定義された内外圧差ΔＰに基づいて血圧を測定するものである。

図２に戻って、基準血圧決定手段５６は、前記カフ圧制御手段４６によりカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ が徐速降圧させられる過程で前記静圧弁別回路２４及び脈波弁別回路２６から供給されるカフ圧迫圧信号ＳＫ及び脈波信号ＡＭに基づいて、一般的なオシロメトリックアルゴリズムにより最高基準血圧値ＢＰ_ＳＹＳ０及び最低基準血圧値ＢＰ_ＤＩＡ０を決定する。この最高基準血圧値ＢＰ_ＳＹＳ０及び最低基準血圧値ＢＰ_ＤＩＡ０は、その時点における被検者の最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡ であり、後述する変化率算出手段５８及び特性曲線導出手段６０により特性曲線を導出するために用いられる。

図６は、前記カフ圧制御手段４６によりカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ が徐速降圧させられる過程で検出されるカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ 及びそのカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ に含まれるカフ脈波Ｗ_Ｃ の一例を示す図であり、図７は、図６に示すカフ脈波Ｗ_Ｃ の各カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ における振幅成分を抽出して示す図である。この図７に示す各カフ圧Ｐ_Ｃ における振幅成分の変化を表す包絡線から、前記基準血圧決定手段５６により、最高基準血圧値ＢＰ_ＳＹＳ０が１１４ｍｍＨｇ、最低基準血圧値ＢＰ_ＤＩＡ０が７６ｍｍＨｇと決定される。

図２に戻って、変化率算出手段５８は、前記カフ圧制御手段４６によりカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ が徐速降圧させられる過程でその血管から得られる複数の各脈波について前記内外圧差ΔＰに対する脈波の振幅ＡＭの変化率を算出する。この変化率は、血管の内外圧差ΔＰに応じて一意的に決定されるその血管の径寸法φＡの変化を反映した値であり、後述する特性曲線６４を与えるものである。

図８乃至図１０は、前記変化率算出手段５８により各内外圧差ΔＰに対する脈波の振幅ＡＭの変化率を算出する方法を説明する図である。この図８では、７５ｍｍＨｇ、９８ｍｍＨｇ、及び１３０ｍｍＨｇの３つのカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ に関して、前記血管の内圧とそのカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ との差の脈拍１拍内における最大値Ｐ_ＵＬと最小値Ｐ_ＬＬとの差である内外圧差ΔＰに対する脈波振幅ＡＭの変化率を例示しており、各変化率を点線の勾配で表している。この変化率は、換言すれば、前記血管を圧迫する圧力が（カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ −最高基準血圧値ＢＰ_ＳＹＳ０）から（カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ −最低基準血圧値ＢＰ_ＤＩＡ０）まで変化した際に発生した脈波振幅ＡＭのその区間における平均変化率である。

図２に戻って、特性曲線導出手段６０は、前記変化率算出手段５８により算出された各内外圧差ΔＰに対する変化率を示す複数本の直線から、前記血管の圧迫圧力すなわちカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を変化させる過程でその血管から得られる複数の各脈波について前記内外圧差ΔＰに対する脈波振幅ＡＭの変化率を示す特性曲線６４を前記関係として導出する。

前述した血管壁の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰと脈波振幅ＡＭとの関係が一意的に決定されるとの推論から、図８に示す各脈波振幅ＡＭのピーク値は、図９に示すように縦軸上で一致しなければならない。図１０は、カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を変化させる過程で前記血管から得られる複数の各脈波について前記内外圧差ΔＰに対する脈波振幅ＡＭの変化率を表す直線すなわち図９における点線を重ね合わせていった様子を示す図であり、この図１０に示す複数本の直線の交点を連結することで、図１１に示す特性曲線６４が導出される。この特性曲線６４は、前記上腕部１４の血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰとその血管から得られる脈波の振幅ＡＭとの関係として、記憶装置である前記ハードディスク４０に記憶される。

図１２は、図６の測定結果を与える被検者において、最高基準血圧値ＢＰ_ＳＹＳ０が８８ｍｍＨｇであり、脈波振幅ＡＭが４０％低下した際のカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ 及びそのカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ に含まれるカフ脈波Ｗ_Ｃ を示す図である。この図１２に示す測定結果から、前記基準血圧決定手段５６、変化率算出手段５８、及び特性曲線導出手段６０により、図１３に点線で示す特性曲線６６が導出される。前述した特性曲線６４とこの特性曲線６６とを比較すると、内外圧差ΔＰが比較的高い範囲で若干の違いがあるものの、概ねにおいて類似していることがわかる。この結果は、評価対象である被検者が同一であれば、血管壁の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰと血管径寸法φＡとの関係、延いてはその内外圧差ΔＰと脈波振幅ＡＭとの関係が一意的に決定されることを示している。

図２に戻って、包絡線導出手段６２は、前記特性曲線導出手段６０により導出される特性曲線６４から、前記上腕部１４の血管の性状に応じた複数本の包絡線を導出する。この包絡線（envelop）とは、カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ の変化に伴う脈波振幅ＡＭの頂点を滑らかに連結する曲線であり、その包絡線の立ち上がり点が最高血圧値（収縮期血圧値）ＢＰ_ＳＹＳ を、立ち下がり点すなわち低圧側における変曲点が最低血圧値（弛緩期血圧値）ＢＰ_ＤＩＡ をそれぞれ示すとされている。従って、同じ血管から得られる包絡線であっても脈波振幅ＡＭが異なれば当然に異なった形状となるわけだが、前述のように血管壁の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰと脈波振幅ＡＭとの関係が一意的に決定されるのであれば、同じ血管から得られる複数本の包絡線は、１本の特性曲線に対応していると考えることができ、逆に、その１本の特性曲線から、その特性曲線を与える血管に対応する複数本の包絡線が導出できる。

図１４乃至図１６は、前記包絡線導出手段６２により前述した図１２に示す特性曲線６４から複数本の包絡線を導出する方法を説明する図である。この図１４では、前述した図８とは逆に、基準となるカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ の変化に伴い所定の内外圧差ΔＰ（１０ｍｍＨｇ）に対する各脈波振幅ＡＭを前記特性曲線６４から求める様子を説明している。このようにして求められた脈波振幅ＡＭを、カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ の変化を横軸として配列させ、それら脈波振幅ＡＭの頂点を滑らかに連結することで、図１５に示す包絡線６８が導出される。こうして導出される包絡線６８は、前記特性曲線６４及び内外圧差ΔＰによって定まるものであり、その内外圧差ΔＰを変化させることで各内外圧差ΔＰに応じたそれぞれ異なる多数本の包絡線が導出される。図１６は、前記特性曲線６４から導出された包絡線７０、７２、７４を例示している。

図２に戻って、振幅検出手段５０は、前記上腕部１４の血管の圧迫圧力すなわちカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を変化させる過程でその血管から得られる各脈波の振幅ＡＭを少なくとも３つ検出する。具体的には、前記カフ圧制御手段４６によりカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ が徐速降圧させられる過程で、前記静圧弁別回路２４及び脈波弁別回路２６から供給されるカフ圧迫圧信号ＳＫ及び脈波信号ＡＭの対応関係を少なくとも３つ検出する。

包絡線決定手段５２は、前記ハードディスク４０に記憶された前記上腕部１４の血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰとその血管から得られる脈波の振幅ＡＭとの関係から、前記振幅検出手段５０により検出された各カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ における脈波の振幅ＡＭに適合する１本の包絡線を決定する。具体的には、前記包絡線導出手段６２により導出された複数本の包絡線のうちから、前記振幅検出手段５０により検出されたカフ圧迫圧信号ＳＫ及び脈波信号ＡＭの対応関係に適合する１本の包絡線を決定する。

血圧決定手段５４は、前記包絡線決定手段５２により決定された包絡線から前記上腕部１４の血圧を決定する。具体的には、通常のオシロメトリックアルゴリズムと同様に、前記包絡線の立ち上がり点と、立ち下がり点すなわち低圧側における変曲点とから、最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＤＰ_ＤＩＡ を決定する。

図１７は、前記包絡線決定手段５２により前述した図１６に示す包絡線６８、７０、７２、７４のうちから１本の包絡線を決定する方法を説明する図である。この図１７に示すように、前記振幅検出手段５０によりカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ１、Ｐ_Ｃ２、Ｐ_Ｃ３対して脈波振幅ＡＭ_１ 、ＡＭ_２ 、ＡＭ_３ が検出された場合、縦軸方向及び横軸方向の平行移動によりその対応関係を示す３点全てを通るのは包絡線７２のみであり、包絡線６８、７０、７４を含むその他の包絡線は、平行移動によってもそれら３点全てを通ることはあり得ない。すなわち、この包絡線７２が、前記振幅検出手段５０により検出されたカフ圧迫圧信号ＳＫ及び脈波信号ＡＭの対応関係に適合する１本の包絡線として決定される。次いで、図１８に示すように、包絡線７２の立ち上がり点と、立ち下がり点すなわち低圧側における変曲点とから、最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＤＰ_ＤＩＡ が決定される。

図１９は、前記演算制御装置３２による包絡線導出制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の被検者について隔月乃至半年に一度といった周期で実行されるものである。この包絡線導出制御では、先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）ＳＡ１において、図示しない起動スイッチが押されたか否かが判断される。このＳＡ１の判断が否定されるうちは、ＳＡ１の判断が繰り返し実行されることにより待機させられるが、ＳＡ１の判断が肯定される場合は、ＳＡ２において、前記空気ポンプ２０が駆動させられると共に、前記圧力制御弁１８が圧力供給状態に切り換えられて、前記カフ１２のカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ が予め設定された速度にて急速昇圧させられる。

次に、ＳＡ３において、前記カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ が予め設定された圧力Ｐ_ＳＥＴ 以上であるか否かが判断される。このＳＡ３の判断が否定されるうちは、ＳＡ２によりカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ の急速昇圧が続行されるが、ＳＡ３の判断が肯定される場合は、ＳＡ４において、前記空気ポンプ２０の駆動が停止させられることにより昇圧が終了させられる。

次に、ＳＡ５において、前記圧力制御弁１８が徐速排圧状態に切り換えられることにより、前記カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ の徐速降圧が開始させられ、前記基準血圧決定手段４８に対応するＳＡ６において、カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ の徐速降圧過程で逐次検出されるカフ脈波Ｗ_Ｃ 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アルゴリズムが実行され、最高基準血圧値ＢＰ_ＳＹＳ０及び最低基準血圧値ＢＰ_ＤＩＡ０が決定される。

次に、前記変化率算出手段５８に対応するＳＡ７において、前記カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を変化させる過程で血管から得られる複数の各脈波について、その血管の内圧とそのカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ との差の脈拍１拍内における最大値Ｐ_ＵＬと最小値Ｐ_ＬＬとの差である内外圧差ΔＰに対する脈波振幅ＡＭの変化率が算出される。

次に、前記特性曲線導出手段６０に対応するＳＡ８において、ＳＡ７により算出された各内外圧差ΔＰに対する変化率を示す複数本の直線から、前記カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を変化させる過程でその血管から得られる複数の各脈波について前記内外圧差ΔＰに対する脈波振幅ＡＭの変化率を示す特性曲線６４が導出され、前記上腕部１４の血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰとその血管から得られる脈波の振幅ＡＭとの関係として前記ハードディスク４０に記憶される。

そして、前記包絡線導出手段６２に対応するＳＡ９において、ＳＡ８により導出された特性曲線６４から複数本の包絡線が導出され、前記ハードディスク４０に記憶されて本ルーチンが終了させられる。

図２０は、前記演算制御装置３２による血圧測定制御の要部を説明するフローチャートであり、前記被検者について血圧を測定する毎に実行されるものである。この血圧測定制御では、先ず、前述のＳＡ１乃至ＳＡ４に対応するＳＢ１乃至ＳＢ４において、前記カフ１２のカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ が予め設定された圧力Ｐ_ＳＥＴ になるまで予め設定された速度にて急速昇圧させられる。

次に、ＳＢ５において、前記圧力制御弁１８が徐速排圧状態に切り換えられることにより、前記カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ の徐速降圧が開始させられ、前記振幅検出手段５０に対応するＳＢ６において、カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ の徐速降圧過程で前記静圧弁別回路２４及び脈波弁別回路２６から供給されるカフ圧迫圧信号ＳＫ及び脈波信号ＡＭの対応関係が少なくとも３つ、例えばカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ１、Ｐ_Ｃ２、Ｐ_Ｃ３における脈波振幅ＡＭ_１ 、ＡＭ_２ 、ＡＭ_３ が検出される。

次に、前記包絡線決定手段５２に対応するＳＢ７において、前述した図１９に示す包絡線導出制御により導出され、前記ハードディスク４０に記憶された複数本の包絡線のうちから、ＳＢ５により検出されたカフ圧迫圧信号ＳＫ及び脈波信号ＡＭの対応関係、すなわちカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ１、Ｐ_Ｃ２、Ｐ_Ｃ３における脈波振幅ＡＭ_１ 、ＡＭ_２ 、ＡＭ_３ の全てに適合する１本の包絡線７２が決定される。

次に、前記血圧決定手段５４に対応するＳＢ８において、ＳＢ７により決定された包絡線７２の立ち上がり点と、立ち下がり点すなわち低圧側における変曲点とから、最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＤＰ_ＤＩＡ が決定される。

そして、ＳＢ９において、ＳＢ８により決定された最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＤＰ_ＤＩＡ が前記表示器４４に表示されて本ルーチンが終了させられる。以上のＳＢ６、ＳＢ７、及びＳＢ８が前記血圧測定手段４８に対応する。

このように、本実施例によれば、生体である前記上腕部１４の血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰとその血管から得られる脈波の振幅ＡＭとの関係を予め記憶する記憶装置である前記ハードディスク４０と、前記上腕部１４の血管の圧迫圧力であるカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を変化させる過程でその血管から得られる各脈波の振幅ＡＭを少なくとも３つ検出する振幅検出手段５０（ＳＢ６）と、前記ハードディスク４０に記憶された関係から、前記振幅検出手段５０により検出された前記各カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ における脈波の振幅ＡＭに適合する１本の包絡線７２を決定する包絡線決定手段５２（ＳＢ７）と、その包絡線決定手段５２により決定された包絡線７２から前記上腕部１４の最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＤＰ_ＤＩＡ を決定する血圧決定手段５４（ＳＢ８）とを、含むことから、少なくとも３拍の脈拍を検出することで血圧を決定することができ、１０秒程度の可及的に短い時間で血圧を測定し得る血圧測定装置１０を提供することができる。

また、前記カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を変化させる過程でその血管から得られる複数の各脈波について前記内外圧差ΔＰに対する脈波の振幅ＡＭの変化率を示す特性曲線６４を前記関係として導出する特性曲線導出手段６０（ＳＡ８）と、その特性曲線導出手段６０により導出される特性曲線６４から複数本の包絡線を導出する包絡線導出手段６２（ＳＡ９）とを、含み、前記包絡線決定手段５２は、その包絡線導出手段６２により導出された複数本の包絡線のうちから前記１本の包絡線７２を決定するものであるため、前記血管の特性を顕著に反映する前記特性曲線６４を用いて、可及的に短い時間で前記１本の包絡線７２を決定できるという利点がある。

また、前記カフ圧迫圧Ｐ_Ｃ を変化させる過程でその血管から得られる複数の各脈波について前記内外圧差ΔＰに対する脈波の振幅ＡＭの変化率を算出する変化率算出手段５８（ＳＡ７）を含み、前記特性曲線導出手段６０は、その変化率算出手段５８により算出された各内外圧差ΔＰに対する変化率を示す複数本の直線から前記特性曲線６４を導出するものであるため、可及的に簡便に前記特性曲線６４を導出することができるという利点がある。

また、前記均衡した状態における内外圧差ΔＰは、前記血管の内圧とその血管の圧迫圧力との差の脈拍１拍内における最大値と最小値との差であるため、従来のオシロメトリック血圧測定装置と同様の装置構成にて、前記上腕部１４の血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰとその血管から得られる脈波の振幅ＡＭとの関係を検出できるという利点がある。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

図２１は、前記演算制御装置３２の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図の他の一例である。この図２１に示す態様では、前記包絡線導出手段６２は、前記血圧測定手段４８に含まれ、前記ハードディスク４０に記憶された前記上腕部１４の血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰとその血管から得られる脈波の振幅ＡＭとの関係である前記特性曲線６４から、血圧測定制御が実行される毎に複数本の包絡線が導出され、前記包絡線決定手段５２により前記１本の包絡線７２が決定される。このようにすれば、前記ハードディスク４０に記憶すべき情報が可及的に低減されるという利点がある。

また、前記特性曲線６４は、被検者の血管の内外圧差ΔＰが均衡した状態におけるその内外圧差ΔＰとその血管の脈波振幅ＡＭとの関係の一例に過ぎず、それとは異なる指標を用いて被検者の血圧を測定するものであっても構わない。

また、前記内外圧差ΔＰは、前記血管の内圧とカフ圧迫圧Ｐ_Ｃ との差の脈拍１拍内における最大値Ｐ_ＵＬと最小値Ｐ_ＬＬとの差であったが、これは好適な態様を示す一例に過ぎず、それとは異なる内外圧差ΔＰを用いて被検者の血圧を測定するものであっても構わない。

また、前記血圧決定手段５４は、前記包絡線７２の立ち上がり点と、立ち下がり点すなわち低圧側における変曲点とから、最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＤＰ_ＤＩＡ を決定することを説明したが、これは前記包絡線７２の立ち上がり点と、立ち下がり点すなわち低圧側における変曲点とが、そのまま最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ 及び最低血圧値ＤＰ_ＤＩＡ として決定されるということでは必ずしもなく、若干の補正が行われることも当然に考えられる。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

本発明が適用された血圧測定装置の構成を説明するブロック線図である。 図１の演算制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 血管の半径と血管壁の張力との関係を表すグラフである。 図３にラプラスの法則を示す直線を加えて示すグラフである。 血管壁の内外圧差が均衡した状態におけるその内外圧差と血管半径との関係を表すグラフである。 図２のカフ圧制御手段によりカフ圧迫圧が徐速降圧させられる間に検出されるカフ圧迫圧及びそのカフ圧迫圧に含まれるカフ脈波の一例を示す図である。 図６のカフ脈波の各カフ圧迫圧における振幅成分を抽出して示す図である。 図６の各カフ脈波について血管の内圧とその血管の圧迫圧力との差の脈拍１拍内における最大値と最小値との差である内外圧差に対する脈波振幅の変化率を算出する方法を説明する図である。 図６の各カフ脈波について血管の内圧とその血管の圧迫圧力との差の脈拍１拍内における最大値と最小値との差である内外圧差に対する脈波振幅の変化率を算出する方法を説明する図である。 図６の各カフ脈波について血管の内圧とその血管の圧迫圧力との差の脈拍１拍内における最大値と最小値との差である内外圧差に対する脈波振幅の変化率を算出する方法を説明する図である。 図６のカフ脈波の振幅の変化率を示す特性曲線を示す図である。 図６の測定結果を与える被検者において最高血圧値が及び脈波振幅が変化した際のカフ圧迫圧及びそのカフ圧迫圧に含まれるカフ脈波を示す図である。 図１１の特性曲線に図１２のカフ脈波の振幅の変化率を示す特性曲線を加えて示す図である。 図１２に示す特性曲線から複数本の包絡線を導出する方法を説明する図である。 図１２に示す特性曲線から複数本の包絡線を導出する方法を説明する図である。 図１２に示す特性曲線から複数本の包絡線を導出する方法を説明する図である。 図１６に示す複数本の包絡線のうちから１本の包絡線を決定する方法を説明する図である。 図１６に示す複数本の包絡線のうちから決定された１本の包絡線から最高血圧値及び最低血圧値を決定する方法を説明する図である。 図２の演算制御装置による包絡線導出制御の要部を説明するフローチャートである。 図２の演算制御装置による血圧測定制御の要部を説明するフローチャートである。 図１の演算制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図の他の一例である。

符号の説明

１０：血圧測定装置
１４：上腕部（生体）
４０：ハードディスク（記憶装置）
５０：振幅検出手段
５２：包絡線決定手段
５４：血圧決定手段
５８：変化率算出手段
６０：特性曲線導出手段
６２：包絡線導出手段
６４、６６：特性曲線
６８、７０、７２、７４：包絡線
ＡＭ：脈波振幅
ＢＰ_ＤＩＡ ：最低血圧値
ＢＰ_ＳＹＳ ：最高血圧値
Ｐ_Ｃ ：カフ圧迫圧
Ｐ_ＬＬ：圧差の最小値
Ｐ_ＵＬ：圧差の最大値
ΔＰ：内外圧差

Claims (4)

1. 生体の血圧を測定する血圧測定装置であって、
   該生体の血管の内外圧差が均衡した状態における該内外圧差と該血管から得られる脈波の振幅との関係を予め記憶する記憶装置と、
   前記生体の血管の圧迫圧力を変化させる過程で該血管から得られる各脈波の振幅を少なくとも３つ検出する振幅検出手段と、
   前記記憶装置に記憶された関係から、前記振幅検出手段により検出された前記各圧迫圧力における脈波の振幅に適合する１本の包絡線を決定する包絡線決定手段と、
   該包絡線決定手段により決定された包絡線から前記生体の血圧を決定する血圧決定手段と
   を、含むことを特徴とする血圧測定装置。
2. 前記生体の血管の圧迫圧力を変化させる過程で該血管から得られる複数の各脈波について前記内外圧差に対する脈波の振幅の変化率を示す特性曲線を前記関係として導出する特性曲線導出手段と、該特性曲線導出手段により導出される特性曲線から複数本の包絡線を導出する包絡線導出手段とを、含み、前記包絡線決定手段は、該包絡線導出手段により導出された複数本の包絡線のうちから前記１本の包絡線を決定するものである請求項１の血圧測定装置。
3. 前記血管の圧迫圧力を変化させる過程で該血管から得られる複数の各脈波について前記内外圧差に対する脈波の振幅の変化率を算出する変化率算出手段を含み、前記特性曲線導出手段は、該変化率算出手段により算出された各内外圧差に対する変化率を示す複数本の直線から前記特性曲線を導出するものである請求項２の血圧測定装置。
4. 前記均衡した状態における内外圧差は、前記血管の内圧と該血管の圧迫圧力との差の脈拍１拍内における最大値と最小値との差である請求項１から３の何れかの血圧測定装置。

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