JP2007044362A - 血圧脈波検査用カフ - Google Patents

Abstract

【課題】 単一のカフで血圧測定と脈波の伝播速度の測定とを可能にすること
【解決手段】 カフ４０は、メインカフ４２と一対の第１および第２サブカフ４４，４６とを有している。メインカフ４２は、大容量に形成されていて、被験者の動脈Ｘの阻血を行うものである。第１および第２サブカフ４４，４６は、被験者の動脈Ｘの流れ方向の上流側と下流側とに、所定の間隔を隔てて配置される小容量のものである。メインカフ４２から検出される脈波に基いて、被験者の血圧を測定するとともに、第１および第２サブカフ４４，４６から検出される脈波に基いて、当該脈波の伝播速度を求めるようにした。
【選択図】 図１

Description

この発明は、血圧などの測定に用いられる血圧脈波検査用カフに関し、特に、血圧と、血管壁の硬さの指標となる脈波の伝播速度の双方の測定ができるカフに関するものである。

非観血式の血圧測定では、被験者の上腕に捲回されるカフを用いることが知られている。血圧を測定する際には、カフに空気を送り込んで、動脈を阻血状態として、カフの圧力と動脈の変動する脈波とを重畳した圧力信号を取り出して、最高血圧または最低血圧を測定している。

血管の弾性は血管内膜の弾性繊維と筋性繊維の量に依存しており、大動脈から末梢動脈に移行するにつれて筋性繊維が主体になり弾性が失われる。従って、中枢動脈、大動脈、末梢細動脈の各部位で血管の弾性は異なっており、動脈硬化の進展の度合いも異なる。大動脈の動脈硬化が従来注目されてきたが、最近は四肢の脈波伝搬速度が容易に測定出来るようになり、末梢動脈も着目されはじめた。

血管コンプライアンスは、動脈血管壁の柔らかさを直接表しており、その測定は、動脈圧の血圧測定と超音波画像診断機によるＭモードによる、血圧の脈動による血管径の計測による測定で可能であるが、装置が高価であること、測定が難しいことにより、ごく少数の医療機関でわずかに実施されているにすぎない。このため動脈硬化を間接的に反映していて、比較的容易に測定できる、脈波伝搬速度が専ら動脈硬化の指標として使われてきた。

四肢での脈波伝搬速度の計測は簡便であるが、大動脈と末梢動脈を含んだ長距離の伝搬速度を測定している。ところで、近時、近距離間の動脈の脈波の伝播速度を測定することにより、血管壁の硬さの指標とする提案が、例えば、特許文献１において開示されている。この特許文献１に開示されている脈波の伝播速度の測定は、上腕部の場合カフの内面側に一対のPVDFやインジウムガリウムセンサを、所定の間隔を隔てて配置し、圧脈波を各センサで検出して、脈波の伝播速度を求めるものである。しかしながら、このような構成の従来のカフには、以下の発明が解決する課題に説明する技術的な課題があった。

特表２００３−５２９４３４

すなわち、特許文献１に開示されているカフでは、センサで動脈の脈波を検出するが、一対のセンサを動脈の所定位置に正確に位置決めすることが難しく、同特許文献１には、このような問題に対処すべく、多数のセンサを列状に配置したものを、所定の間隔を隔てて配置した構成も提案されているが、このような構成のカフにおいては、多数の脈波信号が抽出されるので、伝播速度を求める際に、どの信号を選択するなどの問題もあって、構成が非常に複雑になる。

また、特許文献１に開示されているカフでは、血圧測定ができないので、血圧の測定を行いたい場合には、伝播速度の測定用カフと血圧測定用のカフとを準備し、これを取り替えて装着することになり、取扱いも面倒なものとなっていた。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、１つのカフで血圧測定と脈波の伝播速度の測定とが可能になる構成の比較的簡単な血圧脈波検査用カフを提供することにある。

２）血圧測定用カフに比べて脈波伝搬速度及び血管コンプライアンス測定用外圧負荷用カフは幅がより広い方が精度が高い。本発明は両者を兼用する血圧測定用カフでも精度良く脈波伝搬速度及び血管コンプライアンスを測定できる構造を提供することにある。

３）血管コンプライアンスの測定には血圧測定による最高血圧と最低血圧の動脈圧（圧脈波の最大値と最小値）と定量的な容積脈波の測定が必要である。即ち圧脈波から容積脈波への変換に血管コンプライアンスが対応する。本発明は定量的な容積脈波検出部を血圧測定及び又は外圧負荷用カフ下に構成することにある。

４）脈波伝搬測定用脈波検出部は圧脈波センサが一般的だが、本発明は血管コンプライアンス測定用容積脈波検出と兼用して、より簡便なカフシステムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、全体形状が帯状に形成され、被験者に捲回されるカフにおいて、前記カフは、前記被験者の動脈の阻血を行う大容量のメインカフと、前記動脈の流れ方向の上流側と下流側とに、所定の間隔を隔てて配置される小容量の第１および第２サブカフとを備え、前記メインカフから検出される脈波に基いて、前記被験者の血圧を測定するとともに、前記第１および第２サブカフから検出される脈波に基いて、当該脈波の伝播速度を求めるようにした。

このように構成した血圧脈波検査用カフによれば、被験者の動脈の阻血を行う大容量のメインカフと、動脈の流れ方向の上流側と下流側とに、所定の間隔を隔てて配置される小容量の第１および第２サブカフとを備え、メインカフから検出される脈波に基いて、被験者の血圧を測定するとともに、第１および第２サブカフから検出される脈波に基いて、当該脈波の伝播速度を求めるので、１つのカフにより血圧測定と脈波の伝播速度の測定とが可能になり、面倒な取り替えが不要になる。

前記メインカフには、血圧測定と脈波伝搬速度及び血管コンプライアンス測定用外部負加圧の静圧に対する測定中の固定端として外側にアウターカバーのコアを配置し、メインカフの膨らみが内側にのみ作用させることができる。

前記第１および第２サブカフは、前記メインカフの幅方向の両端側に配置され、前記各サブカフと前記メインカフとの間に圧力ダンパーを介装して固着することができる。 前記圧力ダンパーは、合成樹脂製の薄いフィルムから構成することができる。

前記サブカフは、前記圧力ダンパーを介して前記メインカフの静圧を受け動脈を前記メインカフと共に加圧することができる。前記圧力ダンパーは、動脈圧の脈動に伴う前記サブカフ及び前記メインカフの動圧の固定端として作用し、前記サブカフ及び前記メインカフ内の圧力の脈動を互いにアイソレーションすることができ、前記サブカフ下の動脈圧の圧脈波にともなう容積変動のみを検出することができる。

この作用により、前記サブカフにより得られる容積脈波の立ち上がり点から精度良く脈波伝搬速度を測定できる。前記サブカフは、前記サブカフ下の動脈の全周をカバーし動脈圧の圧脈波にともなう容積変動を全検出する。また前記アイソレーション効果により、前記サブカフにより得られる容積脈波の外部に対する損失を無くし、容積脈波の定量化が達成できる。

前記動脈の下流側に設置される第２サブカフには、所定の既知容量の圧力変動を、当該第２サブカフに対して加える定容量脈波発生ユニットが測定圧力により容量変化の生じない硬さのチューブにより接続され、前記定容量脈波発生ユニットの駆動時に検出される脈波の振幅値と前記既知容量値とに基づいて前記第２サブカフの感度Ｓを算出し、前記感度Ｓと脈波の振幅値ΔＰとに基づいて、血管内圧が増加したときに血管の単位長さ当り増加する血管内容積を示す容積脈波ΔＶを算出して、前記容積脈波ΔＶと前記血管内圧の変動分である最高血圧値ＳＢＰと最低血圧値ＤＢＰの差分値に基づいて、動脈硬化の指標である血管コンプライアンスＫを算出することができる。

本発明にかかる血圧脈波検査用カフによれば、１つのカフで血圧測定と脈波の伝播速度の測定とが可能になるので、面倒な装着を繰り返す必要もなくなる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１から図３は、本発明にかかる血圧脈波検査用カフの一実施例を示している。これらの図に示されたカフ４０は、全体形状が帯状に形成され、血圧や脈波の伝播速度を測定する際には、被験者の上腕に捲回されるものであって、図１に被験者の上腕に捲回装着した状態の断面図が示されている。

本実施例のカフ４０は、メインカフ４２と一対の第１および第２サブカフ４４，４６とを有している。メインカフ４２は、被験者の動脈Ｘの阻血を行うために、大容量に形成されていて、気密性の可撓性袋体４２ａを備え、袋体４２ａの背面側には、変形防止用のアウターカバー４２ｂが、外周面を覆うようにして設けられている。

一対の第１および第２サブカフ４４，４６は、被験者の動脈Ｘの流れ方向の上流側と下流側とに、所定の間隔を隔てて配置される小容量のものであり、本実施例の場合、第１および第２サブカフ４４，４６は、同一の容量に設定されていて、メインカフ４２の幅方向の両端側にあって、カフ４０の装着状態においては、被験者の上腕の外周面に当接して、これを周回するように環状に形成される。

なお、第１および第２サブカフ４４，４６間の距離は、例えば、９０ｍｍ（カフの中心から中心まで）程度が好適である。また、各サブカフ４４，４６の容量は、必ずしも同一に設定する必要はない。

第１および第２サブカフ４４，４６は、可撓性の小袋体４４ａ，４６ａを有していて、各小袋体４４ａ，４６ａは、メイカンカフ４２の袋体４２ａと間に、合成樹脂製等の圧力ダンパー４２ｃを介して、固着されている。

この圧力ダンパー４２ｃは、各第１および第２サブカフ４４，４６で検出される脈波が相互に干渉することなく、正しい脈波を抽出できるように隔離するためのものであり、例えば、厚さが０．３ｍｍ程度のＰＰフィルムを好適に用いることができる。

メインカフ４２の背面側には、図３に示すように、アウターカバー４２ｂの外面に突出する給排気口４２ｄが設けられ、この給排気口４２ｄは、袋体４２ａ内に連通している。また、アウターカバー４２ｂの外面には、第１，第２サブカフ４４，４６の各小袋体４４ａ，４６ａ内に連通する給排気口４４ｂ，４６ｂが設けられている。

次に、上記構成のカフ４０の使用方法について説明する。本実施例のカフ４０は、血圧測定，脈波の伝播速度ＰＷＶの測定，血管のコンプライアンスＫの測定に使用することができる。

本実施例のカフ４０を用いて、これらの各測定を行う場合には、カフ４０には、図４に示す血管脈波検査装置１が接続される。血管脈波検査装置１は、一般的なオシロメトリック方式の血圧計が有する構成であるところの制御部１０と、表示／スイッチ部１１と、メモリ１２とを備えている。制御部１０は、血圧検出手段１０ａと、ＰＷＶ算出手段１０ｂと、Ｋ算出手段１０ｃとを備えている。

被験者の上腕に巻回され血流を一時的に阻止するメインカフ４２には、袋体４２ａ内に空気を供給するポンプ１３が、給排気経路１４を介して給排気口４２ｄに接続され、ポンプ１３を駆動させるポンプ駆動回路１５は、制御部１０からの制御信号により駆動，停止される。

給排気経路１４には、メインカフ４２内の空気を排気する排気弁１６と、メインカフ４０内の圧力（カフ圧）を検出するメイン側センサ１７とが接続される。排気弁１６は、排気弁駆動回路１８により開弁ないしは閉弁され、駆動回路１８には、制御部１０から制御信号が送出される。メイン側センサ１７の検出信号は、そのまま制御部１０に取り込まれるとともに、メイン側脈波抽出回路１９を介して制御部１０に取り込まれる。

一方、動脈Ｘの上流側に配置される第１サブカフ４４は、上流側電磁弁２０を介して給排気経路１４に接続されるとともに、第１サブカフ４４内の圧力を検出する上流側センサ２１が接続され、センサ２１の検出信号は、上流側脈波抽出回路２２に入力され、回路２２で抽出された脈波が制御部１０に取り込まれる。なお、本実施例の場合、上流流側電磁弁２０，上流側センサ２１，上流側脈波抽出回路２２は、上流側脈波検出部２３を構成している。

また、動脈Ｘの下流側に配置される第２サブカフ４６には、下流側脈波検出部２４が接続されている。この下流側脈波検出部２４は、下流側センサ２５と、定容量脈波発生ユニット２６とを備え、これらは第２サブカフ４６に接続されている。

下流側センサ２５は、第１サブカフ４４内の圧力を検出するものであって、その検出信号は、直接制御部１０に入力されるとともに、下流側脈波抽出回路２７に入力され、回路２７で抽出された脈波が制御部１０に取り込まれる。

定容量脈波発生ユニット２６は、脈波発生駆動回路２８からの制御指示に基づいて、第２サブカフ４６内に、微小な所定容量の空気を、拍（脈波）毎に送り込む手段であり、いわゆる定容量ポンプないしはピストンである。

図５は、定容量脈波発生ユニッ２６の断面図である。同図に示した定容量脈波発生ユニット２６は、下流側に配置された第２サブカフ４６に接続される給気口２６ａと、給排気経路１４に接続される背圧吸気口２６ｂとを備えている。

これらの給気口２６ａと背面吸気口２６ｂは、カバー２６ｃに設けられている。カバー２６ｃは、カップ状に形成されたボデー２６ｄの開口端にシール材２６ｅを介在させて固設されており、カバー２６ｃとボデー２６ｄにより気密空間が設けられている。

この気密空間は、カバー２６ｃの内面に外周縁が当接する可撓性のダイヤフラム２６ｆにより第１および第２閉塞空間２６ｇ，２６ｈに区画されており、第１閉塞空間２６ｇは、背圧吸気口２６ｂと連通し、第２閉塞空間２６ｈは、給気口２６ａと連通している。

ダイヤフラム２６ｆは、パラボラアンテナ状に形成されたものであって、その中心部が可動フランジ２６ｉに支持されている。可動フランジ２６ｉの下方には、ホールピース２６ｊ，磁石２６ｋ，ヨーク２６ｌが積層配置され、ホールピース２６ｊの側面に設けられたコイル２６ｍに通電すると、ダイヤフラム２６ｆが屈曲振動をするようになっている。

ダイヤフラム２６ｆを屈曲振動させると、給気口２６ａから下流側に配置された第２サブカフ４６に第２閉塞空間２６ｈ内の所定容量の空気が供給される。なお、給気口２６ａと背圧吸気口２６ｂとは、図４に示すように、第１下流側電磁弁２６ｎを介して接続され、この電磁弁２６ｎを駆動して閉弁すると、給気口２６ａと背圧吸気口２６ｂとが分離するようになっている。

また、給気口２６ａは、第２下流側電磁弁２６ｏと回路保護用のエアー抵抗２６ｐとを介して、給排気経路１４と接続されている。この構成によれば、第２下流側電磁弁２６ｏを開弁させた状態では、メインカフ４２と第２サブカフ４６とが連通するが、この連通経路には、エアー抵抗２６ｐが介装されているので、微小変動の伝達がなく、静的には、メインカフ４２と第２サブカフ４６とが同一圧力になる。

以上の構成により本実施例では、ポンプ１３によって給排気口４２ｃ，４４ｂ，４６ｂを介して加圧される部分は、メインカフ４２，第１サブカフ４４，第２サブカフ４６の全てであり、下流側に配置される第２サブカフ４６のみが、定容量脈波発生ユニット２６からも加圧されることになる。

より具体的に説明すると、電磁弁２０，２６ｎ，２６ｏがともに開弁しており、かつ、定容量脈波発生ユニット２６が駆動停止している時は、給気口２６ａと背圧吸気口２６ｂとが連通状態となり、全てのカフ４２，４４，４６が、給排気経路１４を介して連通状態となるので、ポンプ１３で加圧すると、同一圧力に維持される。

一方、第１下流側電磁弁２６ｎを閉弁すると、定容量脈波発生ユニット２６の給気口２６ａとメインカフ４２との間、メインカフ４２と第２サブカフ４６との間が、それぞれ独立状態となるので、この時に、定容量脈波発生ユニット２６を駆動すると、第１閉塞空間２６ｇ内の所定容量の空気を確実に第２サブカフ４６内に給気することができる。

次に、上記構成の血管脈波検査装置１で、（１）血圧測定，（２）脈波伝播速度，（３）血管コンプライアンスをそれぞれ測定する場合の方法について説明する。

（１）血圧測定
被験者の血圧を測定する際には、表示／スイッチ部１１を操作して血圧測定を開始すると、制御部１０は、血圧測定開始とともに、メインカフ４２内の内圧が被験者の体内の血管内圧より高くなるように、ポンプ駆動回路１５に制御信号を送出して、ポンプ１３を駆動して、メインカフ４２内に空気を送り込む。

これによりメインカフ４２が測定部位を圧迫し、体内の血流を阻止したところで、制御部１０は、空気の送出を停止させ、排気弁駆動回路１８及び排気弁１６を介して、メインカフ４２内の空気を排気して、カフ圧を徐々に低下させる。

測定部位がメインカフ４２によって圧迫され、直下にある動脈が押しつぶされている状態から、カフ圧を徐々に低下させていく過程で、血液は、最高血圧値付近で流れ始め、最低血圧値付近ではカフ圧による影響を受けることなくスムーズに流れ始めることが知られている。

制御部１０の血圧算出手段１０ａは、このカフ圧を変化させていく過程で、心臓の拍動に同期した血管壁の振動がメインカフ４２の内部に及ぼす微小な空気変動であるところの脈波を、メイン側脈波抽出回路１９においてメイン側センサ１７から抽出し、この脈波に基づいて最高血圧値、最低血圧値、平均血圧値を判定する。

なお、センサ１７からは、ポンプ１３から加圧しているカフ圧に、脈波分の圧力が重畳した圧力波形が得られるため、脈波成分を抽出するためには、センサ１７から得られた圧力波形から、カフ圧を差し引けばよい。

この際の判定方法は、脈波の振幅（脈波毎の圧力の最大値−最小値。脈圧ともいう）が急激に増大するポイントにおけるカフ圧を最大血圧値ＳＢＰとし、脈波の振幅が急激に減少するポイントにおけるカフ圧を最低血圧値ＤＢＰとし、脈波の振幅が最も大きくなるポイントにおけるカフ圧を平均血圧値ＭＢＰとする方法を採用するとこができる。

判定結果としてのこれら血圧値はメモリ１２に記憶され、また、表示／スイッチ部１１の表示画面に表示される。このような血圧測定方法は、一般的なオシロメトリック方式の動作原理に基いている。このような血圧測定においては、脈波信号は、第１および第２サブカフ４４，４６からも抽出することができる。

（２）脈波伝播速度ＰＷＶの測定
制御部１０に設けられているＰＷＶ算出手段１０ｂは、メインカフ４２のカフ圧を変化させる過程で、所定のカフ圧毎、又は、所定の時間間隔毎、又は、所定の脈波検出毎に、上流側に配置されている第１サブカフ４４で検出された上流側脈波と、下流側に配置されている第２サブカフ４６で検出された下流側脈波とを、同じ拍同士で比較し、両脈波が上流から下流に伝搬するのにかかった時間（伝搬時間）を脈波波形から算出し、この伝搬時間の逆数を、上流−下流間の距離（第１および第２サブカフ４４，４６間の距離値であって、既知）で除算して脈波伝搬速度ＰＷＶを算出する。

ところで、脈波伝播速度ＰＷＶは、血管壁の硬さの指標となるものであるが、図６に示した動脈硬化度別のＰＷＶ−血圧特性を表すグラフからも分かるように、圧力依存性（測定時の被験者の血圧値やＴＰ値（血管内圧値と血管外圧値の差分）によってその数値が変わること）があることが知られている。

脈波伝播速度ＰＷＶは、また、動脈硬化度によってのみならず、血圧値によっても変化することから、動脈硬化度の評価を行なうためには、所定の血圧値におけるＰＷＶ値に換算する必要があった。

ところが、本発明では、メインカフ４２の下面側にあって、上流側と下流側に所定距離だけ離間して設けられた第１および第２サブカフ４４，４６に接続された上流側および下流側センサ２１，２５からそれぞれ脈波を検出して、これら脈波間の伝搬時間と、既知の距離に基づいて脈波伝播速度ＰＷＶを求めるので、測定用カフ４０以外の装置を被験者の体に取付ける必要がなく、センサ間の距離を実測する必要がない。この場合、第１および第２サブカフ４４，４６間の距離は短いため、脈波伝播速度ＰＷＶの算出精度の向上が期待される。

また、メインカフ４２のカフ圧を変化させる過程で、脈波伝播速度ＰＷＶを求めることもできるので、脈波伝播速度ＰＷＶの圧力特性を同時に求めることができる。従って、所定の血圧値における脈波伝播速度ＰＷＶに換算することなく、ＰＷＶと圧力値との関係を表すグラフをそのまま動脈硬化度の評価に用いることができるようになる。もちろん、このグラフから、特定の圧力値における脈波伝播速度ＰＷＶを求めることも可能である。

このような脈波伝播速度ＰＷＶの測定において、本実施例の場合には、各第１および第２サブカフ４４，４６で検出される脈波が相互に干渉することをなくすために、圧力ダンパー４２ｂを介装している。

図７は、本実施例の圧力ダンパー４２ｃを厚さ０．３ｍｍのＰＰフィルムで形成して、メインカフ４２のカフ圧を３０，５０，１００，２００，３００ｍｍＨｇのそれぞれに維持した状態で、メインカフ４２のみに所定振幅の信号を加え、その周波数を１Ｈｚ〜４０Ｈｚまで変化させた場合、その信号を下流側の第２サブカフ４６の下流側センサ２５で検出した時の、減衰特性である。

図７からから分かるように、下流側センサ２５で検出される信号は、メインカフ４２に実際に与えられた信号の１／１０００以下の振幅に減衰されており、もはやノイズレベルと言える。

従って、この圧力ダンパー４２ｃによってカフ間の相互干渉の影響がほとんどなくなったといえ、カフ４６から正しい脈波を検出することが出来るので測定精度が向上する。

（３）血管コンプライアンスＫの測定
血管コンプライアンスＫは、血管内圧がΔＰだけ増加したときに血管の単位長さ当り増加する血管内容積をΔＶ（以下、これを容積脈波という）とした時、Ｋ＝ΔＶ／ΔＰで求められる係数であり、この値は、従来から動脈硬化の指標として用いられている。

なお、血管内では、体内に血液を循環させるために、心臓の鼓動と同期して、最低血圧値と最高血圧値を定期的に繰り返すようにして圧力が発生しており、この繰り返し周期が、拍と呼ばれるものであり、脈波の抽出単位でもある。

つまり、血管内圧の増加量ΔＰは、最低血圧値と最高血圧値の差分であり、Ｋ＝ΔＶ／（ＳＢＰ−ＤＢＰ）で求められる。尚、ここでのΔＰは、以降に登場する脈波振幅を表すΔＰやΔＰ_０とは異なる。

ここで、血管コンプライアンスＫを求めるために必要な血管内容積の増加量ΔＶは、血圧測定用のカフを用いた場合には、直接測定することができず、従来は、血圧測定装置以外の別途の装置を用いるか、例えば、特開２００４−３１３６０５号公報に記載されているように、血圧計のセンサから検出された脈波の振幅値にカフの感度（カフの体積変化に対する圧力変化の割合）を適用して、圧力値から体積値へ単位変換することで求めていた。

しかし、カフの感度は、加圧状態（加圧値）のみならず、被験者の状態、測定時間帯、カフの個体差等によっても特性が異なってくるため、上記特許公報に開示されている発明においては、正確な増加量ΔＶ、ひいては、血管コンプライアンスＫを求めることができなかった。

そこで、本実施例では、メインカフ４２のカフ圧を変化させる過程で、定容量脈波発生ユニット２６が、動脈Ｘの下流側に配置される第２サブカフ４６に、所定の既知容量の給気を行い、所定のカフ圧毎又は所定の時間毎又は所定の脈波検出毎にカフの感度（カフ内容積が既知容量分変化した時のカフ圧の変化量）を実際に測定して、このカフの感度に基づいて容積増加量ΔＶを算出するようにし、これによりより正確な血管コンプライアンスＫの圧力特性を求められるようにした。

なお、ここでいう「圧力特性」における圧力とは、測定時の被験者の血圧値や血管外圧値（カフ圧）やＴＰ値（血管内圧値と血管外圧値の差分）を指す。

第２サブカフ４６に加えられる所定の既知容量は、カフ４６が、被験者である人間の血管壁の変動を検出するのに必要な容量であればよく、カフ４６の大きさによっても、所定の既知容量の割合は変化するが、０．１〜０．５ｃｃ程度の微小容量が好適である。

以下に、より具体的な血管コンプライアンスＫの測定方法について説明する。

図８〜図１０は、血管コンプライアンスＫを測定する際の手順を示したフローチャート図である。手順がスタートすると、制御部１０は、表示／スイッチ部１１のスイッチ部等からの指令に基づいて、血圧測定を開始する（Ｓ１００）。

制御部１０は、メインカフ４２への加圧を制御するため、まず、排気弁駆動回路１８に排気弁１６の閉塞を指示する（Ｓ１０５）。そして、ポンプ駆動回路１５にポンプ駆動を指示し、メインカフ４２への加圧を開始する（Ｓ１１０）。ここでの加圧値は、表示／スイッチ部１１の表示画面に表示される（Ｓ１１５）。

制御部１０は、加圧値が設定値に達するまで、ポンプ駆動回路１５にポンプ駆動を指示し（Ｓ１２０）、設定値に達した時点で、ポンプ駆動回路１５にポンプ停止を指示する（Ｓ１２５）。

ポンプ１３による加圧が停止したところで、制御部１０は、電磁弁２６ｎを閉弁する。これにより、定容量脈波発生ユニット２６の給気口２６ａと背圧吸気口２６ｂとが非連通状態となり、ポンプ１３からの給気が、下流側の第２サブカフ４６に流入することが防止される。

制御部１０は、排気弁駆動回路１８に排気弁１６の開閉制御を指示する（Ｓ１３５）。具体的には、１秒間に数ｍｍＨｇ程度（例えば、４ｍｍＨｇ）の割合で、メインカフ４２が減圧されるよう排気弁１６の制御を行なう。

制御部１０が、Ｓ１３５でメインカフ４２内のカフ圧を徐々に減圧させていく過程で、制御部１０は、Ｓ１４０で容積脈波ΔＶの測定を行う。この測定の詳細ステップを図９に示ししている。

容積脈波ΔＶの測定では、下流側脈波抽出回路２７は、下流側センサ２５から検出されるカフ圧を常時監視し、脈波に相当する部分を抽出して、これをメモリ１２に記憶するとともに、カフ圧が所定値Ｐ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）になるか、否かが判断される（Ｓ１４５）。

尚、Ｓ１４０の容積脈波測定の詳細である、Ｓ１４５〜Ｓ１９５までのフローは、カフ圧の減圧過程で、後述するＳ２１０でカフ圧がＫ測定下限値以下になったかどうかの判断が行なわれた結果、Ｋ測定下限値以下でない場合には、再び、同じフローが繰り返されるようになっている。そのため、所定値Ｐ_ｉのｉは、１から順次、加算更新されることになる。

本実施例で、所定値Ｐ_ｉは、被験者の１脈波毎に１の値が決定されるものである。つまり、脈波に対応した数だけ所定値Ｐ_ｉが存在する。制御部１０は、例えば、カフ圧波形を常時、時間微分し、微分値（波形の傾き）が負から正に変化したポイントにおけるカフ圧Ｐ_ｉ＝Ｐ１と定め、メモリ１２に記憶する。微分値が負から正に変化するということは、新たな脈波が発生したということであり、これによって脈波が認識される（Ｓ１５０）。

脈波が認識されると、下流側脈波抽出回路２７は、先に決定された所定値Ｐ１からの圧力差で求められる振幅が、最大となる脈波ピーク点Ｐ_ｐを認識し、その脈波ピーク点Ｐ_ｐにおける脈波振幅値ΔＰ（Ｐ１）を脈波毎の振幅値としてメモリ１２に記憶しておく（Ｓ１５５）。

次に、制御部１０は、脈波ピーク点Ｐ_ｐを認識してから所定時間Δｔが経過するのを待ち（Ｓ１６０）、Δｔ経過後、電磁弁２６ｏを閉弁する（Ｓ１６５）。これは、メインカフ４２と下流側の第２サブカフ４６とを完全に絶縁するためである。なお、Δｔの値は、次の脈動が開始するまでの期間ならいつでもよい、本実施例では、Δｔ＝２００ｍｓとしている。また、脈波の振幅値が、脈波ピーク点Ｐ_ｐにおける脈波振幅値ΔＰ（Ｐ_ｉ）の５０％になった時にΔｔが設定されてもよい。

更にその直後、制御部１０は、脈波発生駆動回路２８に指令を出し、定容量脈波発生ユニット２６のコイル２６ｍに所定時間通電して、既知容量であるΔＶ_０（０．１５ｃｃ）だけ下流側の第２サブカフ４６内の容積が増えるようする（Ｓ１７０）。なお、本実施例では、ΔＶ_０＝０．１５ｃｃとしているが、脈波毎に異なっていてもよく、その場合には、コイル２６ｍに与える電流値を制御すればよい。

これにより、第２サブカフ４６のカフ圧は、ΔＶ_０分の容量増加に伴い上昇することになる。下流側脈波抽出回路２７は、この時の脈波の圧力変動量ΔＰ_０（Ｐ１）を下流側センサ２５から検出し、メモリ１２に記憶させる（Ｓ１７５）。

なお、定容量脈波発生ユニット２６の駆動を、脈波のピークが過ぎてからΔｔ後としているのは、仮に脈波のピーク時等に駆動した場合に、ΔＶ_０分の容量増加に伴う脈波の圧力変動量ΔＰ_０（Ｐ１）が、ピーク波形に重畳して表れるため、変動分を正確に測定することが困難となるため、これを確実に防止するためである。

次いで、電磁弁２６ｏを開弁（Ｓ１８０）し、これによって、再び、メインカフ４２と第２サブカフ４６との静的圧力が同一にされる。図１１は、Ｓ１４５〜Ｓ１８０の過程が繰り返し行なわれ、下流側センサ２５で検出されたカフ圧波形を、カフ圧ＰｉがＰ１，Ｐ２，Ｐ３となった時の計３脈波分記録したものを示し、そのうちの１脈波（カフ圧ＰｉがＰ１の時の脈波）の拡大波形を図１２に示している。図１２において、カフ圧Ｐ_ｉがＰ１となるポイントから脈波ピーク点Ｐ_ｐを迎え、脈波ピーク点Ｐ_ｐからΔｔ経過したところに表れている略矩形状の波形が、所定の既知容量ΔＶ_０を第２サブカフ４６に給気した時の、脈波の圧力変動量ΔＰ_０（Ｐ１）である。

本実施例では、略矩形状のカフ圧波形が表れるような電流をコイル２６ｍに供給しているが、必ずしも、略矩形状の波形を発生させる必要はない。脈波の圧力変動量ΔＰ_０（Ｐ１）が下流側センサ２５から検出された後、Ｋ算出手段１０ｃは、ΔＰ_０（Ｐ１）とΔＶ_０の値に基づいて、カフの感度Ｓ_ｅ（Ｐ１）を計算する（Ｓ１８５）。カフの感度Ｓ_ｅ（Ｐ_ｉ）とは、カフ圧がＰ_ｉの時のカフ内容積が既知容量分変化した時のカフ圧の変化量を表すものであり、Ｓ_ｅ（Ｐ_ｉ）＝ΔＰ_０（Ｐ_ｉ）／ΔＶ_０で求められる。

さらに、Ｋ算出手段１０ｃは、脈波振幅値ΔＰ（Ｐ１）と、カフの感度Ｓ_ｅ（Ｐ１）に基づいて、容積脈波ΔＶ（Ｐ１）を計算する（Ｓ１９０）。容積脈波ΔＶ（Ｐ_ｉ）は、圧力単位である脈波振幅値ΔＰ（Ｐ_ｉ）をカフの感度Ｓ_ｅ（Ｐ_ｉ）に基づいて、容積単位に換算したものであるから、ΔＶ（Ｐ_ｉ）＝ΔＰ（Ｐ_ｉ）／Ｓ_ｅ（Ｐ_ｉ）で求められる。Ｋ算出手段１０ｃで求められた容積脈波ΔＶ（Ｐ１）をメモリ３０に記憶しておく（Ｓ１９５）。

一方、メイン側脈波抽出回路１９は、Ｓ１３５で排気制御が開始された時から常時、メインカフ４２側の脈波を抽出し、脈波毎の振幅値とともに、これをメモリ１２に記憶蓄積しておく。そして、血圧算出手段１０ａは、カフ圧が予め定められた血圧判定可能圧値（例えば、低血圧の人の最低血圧値４０ｍｍＨｇ）に達した時点（Ｓ２００）で、メモリ１２に蓄積された脈波の振幅値に基づき、最高血圧値ＳＢＰ，最低血圧値ＤＢＰ，平均血圧値ＭＢＰの判定を行い（Ｓ２０５）、得られたこれらの各値をメモリ１２に記憶しておく。

本実施例では、Ｓ１３５〜Ｓ１９５の過程は、メインカフ４２のカフ圧が予め定められたＫ測定下限値以下になるまで、脈波毎に繰り返し行なわれる（Ｓ２１０）。つまり、メインカフ４２のカフ圧の減圧過程において、Ｋ測定下限値に達するまでに発生した脈波の数ｎだけ、容積脈波ΔＶ（Ｐ_ｉ）が算出されることになる。Ｓ２１０において、カフ圧がＫ測定下限値以下になっていない場合は、Ｐ_ｉのｉの値が１更新され、例えば、前回のＳ１３５〜Ｓ１９５のフローでＰ_ｉ＝Ｐ１の時の脈波について容積脈波ΔＶが求められた場合には、次回はＰ_ｉ＝Ｐ２の時の脈波について容積脈波ΔＶが求められる。

なお、本実施例では、脈波の数ｎだけ、容積脈波ΔＶ（Ｐ_ｉ）が算出されるようにしているが、血管コンプライアンスＫの測定精度をそれ程要求されない場合や、制御部１０の処理能力、メモリ１２の記憶容量に限界があるような場合には、例えば、２脈波毎というように飛ばして容積脈波ΔＶ（Ｐ_ｉ）が算出されてもよい。また、Ｐ_ｉを予め決定しておいて（例えば、Ｐ_ｉ＝５ｍｍＨｇ毎）、カフ圧が決定したＰ_ｉに到達した時に発生した脈波に対する容積脈波を算出するようにしてもよい。

カフ圧がこのフローにおけるＫ測定下限値以下になったら（Ｓ２１０）、容積脈波ΔＶ（Ｐ_ｉ）の測定は終了し、制御部１０は、排気弁１６、電磁弁２６ｎをそれぞれ開放する制御を行なう（Ｓ２２０）。Ｋ算出手段１０ｃは、Ｓ１４０で脈波毎に求められた容積脈波ΔＶ（Ｐ_ｉ）と、Ｓ２０５で求められた血圧値に基づいて、脈波毎の血管コンプライアンスＫ（Ｐ_ｉ）を算出する（Ｓ２２０）。血管内圧の変化分は、ＳＢＰ−ＤＢＰで求められるから、Ｋ（Ｐ_ｉ）＝ΔＶ（Ｐ_ｉ）／（ＳＢＰ−ＤＢＰ）で求められる。求められたＫ（Ｐ_ｉ）は、メモリ１２に記憶される（Ｓ２２５）。

本実施例の場合には、通常の血圧計に定容量脈波発生ユニット２６と脈波発生駆動回路２８を追加し、ユニット２６で第２サブカフ４６に微小容量を加えて、第２サブカフ４６の圧力を常時計測するとともに、計測した圧力値から脈波を検出することで、血管コンプライアンスＫの圧力特性を測定することが可能となる。

本発明の血圧脈波検査用カフによれば、単一のもので、複数の血液に関する特性の測定が可能になるので、利便性が向上し、医学などの分野で有効に活用される。

本発明にかかる血圧脈波検査用カフの一実施例を示す断面説明図である。 図１の縦断面図である。 図１に示したカフの平面図と側面図である。 本発明にかかる血圧脈波検査用カフを使用する際に、カフに接続される測定装置のブロック図である。 図４に示した定容量脈波発生ユニットの機械的部分の断面図である。 脈波伝搬速度と血圧の関係を、動脈硬化度別に示すグラフである。 図１に示したカフの圧力ダンパーの周波数に対する減衰率を示す図である。 血圧、血管コンプライアンスを測定するフローを示す図である。 容積脈波を測定するフローを示す図である。 血圧、血管コンプライアンスを測定するフローを示す図である。 第２サブカフのセンサで検出されたカフ圧波形を３脈波分記録したグラフである。 図１１のグラフ中、１脈波を拡大したグラフである。

符号の説明

４０ カフ
４２ メインカフ
４２ａ 袋体
４２ｂ アウターカバー
４２ｃ 圧力ダンパー
４２ｄ 給排気口
４４ 第１サブカフ
４６ 第２サブカフ

Claims (4)

1. 全体形状が帯状に形成され、被験者に捲回されるカフにおいて、
   前記カフは、前記被験者の動脈の阻血を行う大容量のメインカフと、前記動脈の流れ方向の上流側と下流側とに、所定の間隔を隔てて配置される小容量の第１および第２サブカフとを備え、
   前記メインカフから検出される脈波に基いて、前記被験者の血圧を測定するとともに、
   前記第１および第２サブカフから検出される脈波に基いて、当該脈波の伝播速度を求めることを特徴とする血圧脈波検査用カフ。
2. 前記第１および第２サブカフは、前記メインカフの幅方向の両端側に配置され、前記各サブカフと前記メインカフとの間に圧力ダンパーを介装して固着されることを特徴とする請求項１記載の血圧脈波検査用カフ。
3. 前記圧力ダンパーは、合成樹脂製の薄いフィルムからなることを特徴とする請求項２記載の血圧脈波検査用カフ。
4. 前記動脈の下流側に設置される第２サブカフには、所定の既知容量の圧力変動を、当該第２サブカフに対して加える定容量脈波発生ユニットが接続され、
   前記定容量脈波発生ユニットの駆動時に検出される脈波の振幅値と前記既知容量値とに基づいて前記第２サブカフの感度Ｓを算出し、前記感度Ｓと脈波の振幅値ΔＰとに基づいて、血管内圧が増加したときに血管の単位長さ当り増加する血管内容積を示す容積脈波ΔＶを算出して、前記容積脈波ΔＶと前記血管内圧の変動分である最高血圧値ＳＢＰと最低血圧値ＤＢＰの差分値に基づいて、動脈硬化の指標である血管コンプライアンスＫを算出するＫ算出手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の血圧脈波検査用カフ。
   
   

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