JP2007125247A - 血圧測定用カフ、血圧測定装置及び血圧測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 オシロメトリック方式によるダブルカフ方式の脈波検出用カフに対する阻血用カフの上流部の容積変化の影響をより効果的に排除し、収縮期血圧の検出のためのS/N比を向上できる血圧測定装置および血圧測定方法の提供。
【解決手段】 阻血用カフ１と、阻血用カフの下方の略中央部に配置されるとともに脈波を検出する脈波検出用カフ２と、阻血用カフの下方の前記略中央部よりも心臓側に配置されるサブカフ３と、加圧制御部１９と減圧制御部２０と容積バッファ部１２と、カフ圧力検出部１３と、流体抵抗部１１と、脈波検出部１４と血圧検出部１５と、血圧表示部１６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、血圧測定用カフ、血圧測定装置とに係り、特に阻血用カフを用いるオシロメトリツク方式を用いて非観血血圧測定を行う血圧測定用カフとそれを用いた血圧測定装置に関する。

従来のオシロメトリック方式の血圧計によれば、収縮期血圧以上の高い圧力まで阻血用カフの圧力を徐々に上昇させるか、または収縮期血圧より高い圧力より下降させながら阻血カフの下に位置した動脈の容積変化に基づいて、カフ圧力の振動を検出し、振動の振幅変化により血圧を決定していた。

このような阻血用カフを用いた血圧測定法における収縮期血圧の求め方は阻血用カフの圧力を動脈内の最高圧力である収縮期血圧以上に上げることで、動脈の血流が止まる一方で、下げることで血流は流れる現象を検出して求めている。

これに対して、現在広く普及しているコロトコフ方式(聴診法)によれば、収縮期血圧以上に阻血用カフの圧力を上げて一度血流を止めた後に、徐々に阻血用カフの圧力を降下させ、血流の再開するタイミングで発生するコロトコフ音を阻血用カフの下流側で検出することにより収縮期血圧値（最高血圧値）、拡張期血圧値（最低血圧値）を求めるものである。

上記のオシロメトリツク方式は、血流が再開する現象を、阻血用カフ下の動脈容積変化に基づく阻血用カフの圧力振動として捕らえ、脈波の変化である主に振幅変化から検出する。このため、オシロメトリック方式は、コロトコフ方式との比較においてコロトコフ音の検出を行うためのセンサー(含む聴診器)の動脈からの位置ずれ、外来ノイズの影響(カフ布、カフチューブの擦過音、振動)を受けずに測定可能な方法であることから自動血圧計用として多く用いられている。

しかしながら、オシロメトリツク方式には阻血用カフに用いられるリバロッチカフの血管圧迫特性に起因する収縮期血圧の検出に問題がある。すなわち、リバロッチカフは幅方向の中央部ではカフ圧力を反映した圧迫力を得ることができるが、中央部よりズレるとカフ圧を反映した圧迫力が得られず、中央部からカフの端部方向に圧迫力が徐々に減少してしまい、端部ではゼロとなる特性を示す。

このような特性により、まさに収縮期血圧を測定しようとするタイミングにおいて、阻血用カフのカフ圧力が、収縮期血圧に近いやや高い状態の時に、血流はカフの中央部で止められる。この結果、血流は心臓の拍動に同期して、直血用カフの上流部から阻血用カフの中央部まで侵入しては戻される現象が生じる。この現象によって、血流の再開するタイミング以前から既に脈波が検出される。

また、阻血用カフのカフ圧力が収縮期血圧以下になり、血流が再開するとこの血流による容積変化が、阻血用カフ下の中央部から下流側で発生するが、この容積変化は、阻血用カフ圧力が動脈圧よりわずかに低い状態であるため、血管がわずかな時問の間、開いた後にすぐに閉じてしまう。この時の阻血用カフ下の下流側の容積変化は上流側の容積変化に比較すると非常に小さい。オシロメトリック方式で検出される脈波は、上述の阻血用カフ下の上流側の容積変化と下流側の容積変化が重なった容積変化に基づいているので、脈波より血流再開に基づく変化のみを選択して検出することは、血流量が小さい場合には非常に困難になる。以上が、オシロメトリック方式がコロトコフ方式に較べて、収縮期血圧の測定におけるS/N比の悪化を招く原因となっている。

上述のように血流の再開による変化で検出が困難な場合がある。そこで、従来より、以下の対策を図っている。阻血用カフの圧力を収縮期血圧からさらに下降させていくと心臓の拍動周期の内、動脈圧が阻血用カフの圧力より高くなる時問が長くなることによる阻血用カフ下の下流側の容積変化の増加により、徐々に脈波の振幅が大きくなる。また、阻血用カフより末梢部位の血管内圧が阻血用カフ圧より大きくなるので阻血用カフ下の容積変化が阻血用カフ下の血管容積の上流側と下流側の全体におよび脈波振幅が最大となる現象が生ずる。このときの容積変化は、収縮期血圧測定時のタイミングにおける阻血用カフ下の容積変化は主に阻血用カフ下の血管容積の50%に相当するカフ中心部より上流側の変化であるので、収縮期血圧測定時脈波振幅の約2倍になる。これを利用して、最大脈波振幅の約５０％の脈波振幅になるタイミングを収縮期血圧とする方法を採用している。

しかしながら、この割合は、カフの巻き方による阻血用カフ下の脈波形成に寄与する上流部、下流部の容積のアンバランス、カフのコンプライアンスの差、末梢部位の血管内圧の上昇の程度、タイミングの影響を受ける。この末梢部位の血管内圧の上昇には、血圧測定の繰り返し時問の短さによる鬱血が影響するが、主として生体の個体差である血圧値、末梢循環の程度、末梢側の血管コンプライアンスが影響している。

これらの問題解決を図るためにダブルカフ方式が考案されている。このダブルカフ方式は、血管の圧迫に用いる阻血用カフと、阻血用カフ下の中央部において脈波のみを検出する検出用カフを阻血機能とは分離して設けた方式である。このダブルカフ方式によれば、オシロメトリック方式で問題となる上記の収縮期血圧測定時の阻血用カフ下の上流側の容積変化に基づく脈波を排除でき、収縮期血圧の決定の目安になる阻血用カフ下の下流側の容積変化をS/N比良く検出することができる。（特許文献１）
しかし、収縮期血圧の検出タイミングでは、阻血用カフ下の上流側に侵入する血流は脈波検出用カフのすぐそばまで侵入しており、これを脈波検出用カフが検出し、また、脈波検出用カフを阻血用カフ下に設けているので、阻血用カプで検出された阻血用カフ下の上流側の容積変化に基づくカフの振動が接している脈波検出用カフに伝わる現象が見られるので収縮期血圧の測定のS/N比を悪化させる場合がある。

そこで、阻血用カフにて血管が圧閉されている時に脈波検出用カフヘの上流側から侵入してくる血流を近づけないように、脈波検出用カフの圧迫性能を上げるためのバッキングを設置し、脈波検出用カフと阻血用カフの問に阻血用カフからの伝達脈波をダンピングするための緩衝材を設置し、さらに阻血用カフ下の上流側に脈波をダンピングするための緩衝材を設ける提案もなされている。（特許文献２）
しかしながら、この提案によれば、脈波検出用カフの圧迫力の向上をできるが、阻血ポイントを脈波検出用カフから離す程度にも限界がある。また、使用部材のダンピング特性にも限界があるので、脈波の比較的高い周波数成分の減衰は行うことができるが低い成分までは十分に減衰することができないものであった。
特開２００４−１９５０５６号公報 特開２００４−３２１２５１号公報

したがって、本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、オシロメトリック方式によるダブルカフ方式の脈波検出用カフに対する阻血用カフの上流部の容積変化の影響をより効果的に排除することで、収縮期血圧の検出のためのS/N比を向上することのできる血圧測定装置および血圧測定方法の提供を目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明の血圧測定装置によれば、血圧測定部位の動脈を圧迫する阻血用カフと、前記阻血用カフの下方の略中央部に配置されるとともに脈波を検出する脈波検出用カフと、前記阻血用カフの下方の前記略中央部よりも心臓側に配置されるサブカフと、前記阻血カフと、前記サブカフとに接続される加圧制御部と減圧制御部と容積バッファ部と、前記脈波検出用カフに接続されるとともに前記脈波を検出カフ信号に変換する圧力検出部と、前記阻血用カフと前記減圧制御部と前記容積バツファ部と前記脈波検出用カフに接続される流体抵抗部と、前記検出カフ信号に重畳する脈波を検出する脈波検出部と、前記脈波検出部の出力と、前記カフ圧力検出部の検出カフ信号とに基づき血圧値を決定する血圧検出部と、前記血圧検出部からの血圧値を表示する血圧表示部とを備えることを特徴としている。

また、前記阻血用カフと前記脈波検出用カフとの間に第１の裏打部材を、また前記阻血用カフと前記サブカフとの間に第２の裏打部材を配置したことを特徴としている。

また、本発明の血圧測定方法によれば、血圧測定部位の動脈を圧迫する阻血用カフと、前記阻血用カフの下方の略中央部に配置されるとともに脈波を検出する脈波検出用カフと、前記阻血用カフの下方の前記略中央部よりも心臓側に配置されるサブカフとを用いた血圧測定方法であって、前記阻血カフと、前記サブカフとに接続される加圧制御部と減圧制御部と容積バッファ部とを介して前記動脈を圧迫する工程と、前記脈波検出用カフに接続される圧力検出部により、前記脈波を検出カフ信号に変換する工程と、前記阻血用カフと前記減圧制御部と前記容積バツファ部と前記脈波検出用カフに接続される流体抵抗部を介して前記各カフを減圧する工程と、脈波検出部において、前記検出カフ信号に重畳する脈波を検出する工程と、血圧検出部において、前記脈波検出部の出力と、前記カフ圧力検出部の検出カフ信号とに基づき血圧値を決定する工程と、血圧表示部において、前記血圧検出部からの血圧値を表示する工程とを備えることを特徴としている。

また、前記阻血用カフと前記脈波検出用カフとの間に第１の裏打部材を、また前記阻血用カフと前記サブカフとの間に第２の裏打部材を配置したことを特徴としている。

また、本発明の血圧測定方法の制御プログラムが記憶されたコンピュータが読取り可能な記憶媒体によれば、血圧測定部位の動脈を圧迫する阻血用カフと、前記阻血用カフの下方の略中央部に配置されるとともに脈波を検出する脈波検出用カフと、前記阻血用カフの下方の前記略中央部よりも心臓側に配置されるサブカフとを用いた血圧測定方法の制御プログラムが記憶されたコンピュータが読取り可能な記憶媒体であって、前記阻血カフと、前記サブカフとに接続される加圧制御部と減圧制御部と容積バッファ部とを介して前記動脈を圧迫する工程のプログラムと、前記脈波検出用カフに接続される圧力検出部により、前記脈波を検出カフ信号に変換する工程のプログラムと、前記阻血用カフと前記減圧制御部と前記容積バツファ部と前記脈波検出用カフに接続される流体抵抗部を介して前記各カフを減圧する工程のプログラムと、脈波検出部において、前記検出カフ信号に重畳する脈波を検出する工程のプログラムと、血圧検出部において、前記脈波検出部の出力と、前記カフ圧力検出部の検出カフ信号とに基づき血圧値を決定する工程のプログラムと、血圧表示部において、前記血圧検出部からの血圧値を表示する工程のプログラムと、からなることを特徴としている。

また、血圧測定用カフは、血圧測定部位の動脈を圧迫する阻血用カフと、前記阻血用カフの下方の略中央部に配置されるとともに脈波を検出する脈波検出用カフと、前記阻血用カフの下方の前記略中央部よりも心臓側に配置されるサブカフと、からなることを特徴としている。

そして、血圧測定部位の動脈を圧迫する阻血用カフと、前記阻血用カフの下方の略中央部に配置されるとともにその外側にバッキング材を備え、脈波を検出する脈波検出用カフと、前記阻血用カフの下方の前記略中央部よりも心臓側に配置されるサブカフと、からなることを特徴としている。

ここで、さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。

本発明の血圧測定装置および血圧測定方法によれば、ダブルカフ方式の阻血用カフと脈波検出用カフに加えて阻血カフ下の上流側にサブカフを設けることにより、阻血カフに用いるリバロッチカフの欠点である圧迫圧のカフ中央部よりカフ端に向けて生じる圧迫圧力の減少変化を、阻血カフと同じ圧力を加えたサブカフの圧迫力で補強することで、収縮期血圧測定のタイミングにおいて、阻血カフ下の上流部に血液が流入することを阻止でき、血流再開に基づいた阻血カフ下の下流側の容積変化による脈波変化のみをS/N比を向上させて精度よく検出することが可能となる。

以下に、本発明の実施形態について添付の図面を参照して説明すると、図１は本発明の一実施形態の血圧測定装置を示すブロック図である。

本図の実施形態によれば、阻血用カフ１の上流側の血圧測定部位と阻血用カフ１との問にサブカフ３を位置できるように、サブカフ３を阻血用カフの生体に接する側の脈波検出用カフ２端より阻血用カフの上流側端との略中間に配置している。

図１の血圧測定装置は、装置本体１０と血圧測定部位に装着されるカフ１００とから構成される。カフ１００は、図示のようにカフ上流部を血圧測定部位の動脈の血流が流れ込む心臓左室側になるようにして装着される。このカフ１００は、阻血用カフ１と脈波検出用カフ２とサブカフ３とをカフを包むカフ布５に設けて構成されており、カフ１００を血圧測定部に巻き付けたあとに固定するための面ファスナーを有している。また、このカフ１００は、阻血用カフ１の生体に接する面と反対の側のカフ布５とカフの問に裏打部材を設置する場合もある。

脈波検出用カフ２には配管７が、またサブカフ１と阻血用カフ１には配管６が分岐部６ａ、６ｂを介して夫々配管されている。なお、阻血用カフ１と本体１０との間、脈波検出用カフ２と本体１０との間はコネクタ３８で着脱可能に接続されているが、一体配管としてもよい。

サブカフ３で検出される脈波を消去するために、阻血用カフ１とサブカフ３には５００ｍｌ程度の容積バッファ１２が図示のように配管６の途中から分岐配管されている。なお、サブカフ３の容量は、脈波検出用カフ２の容量をＡｍｌ、阻血用カフ１の容量をＢｍｌとして、Ａ〜Ｂ／２ｍｌとすることで収縮期血圧の測定のＳ／Ｎ比が向上する。
一方、脈波検出用カフ２の配管７には流体抵抗１１と、ポンプ１８からの空気圧を制御する加圧制御部１９と、減圧の排気制御を行う減圧制御部２０とが配管されている。

また脈波検出用カフ２に接続された配管７は、圧力センサを備えたカフ圧検出部１３に接続されており、このカフ圧検出部１３の出力から、この出力に重畳している脈波を検出する脈波検出部１４に対して信号を送り、カフ圧力検出部１３からのカフ圧力と脈波検出部１４から血圧を血圧検出部１５で決定して、決定された血圧値を液晶表示装置などを備えた血圧表示部１６で表示するように構成されている。

また、本体１０はバッテリーなどの電源部１７を備えており、上記のポンプおよび各制御部の制御を司り、コンピュータにより読取り可能な各種制御プログラムを記憶したＲＯＭ，ＲＡＭ等を含むＣＰＵへの電源供給を行うようにしている。

続いて図２は、カフ１００を幅方向に破断し測定部位に装着した後の断面図である。本図において脈波検出用カフ２と、阻血用カフ１との問に、脈波検出用カフ２からの脈波による振動を防止し、脈波検出用カフ２の圧迫特性を高めるための第１の裏打ち部材である脈波検出用カフ用バッキング部２５が設けられている。またサブカフ３の圧拍特性を高めるために、サブカフ３と阻血用カフ１との間に第２の裏打ち部材であるサブカフ用バッキング部３０を備えている。

以上のように構成される血圧測定装置によれば、記憶された制御プログラムをコンピュータで読み出し、図３の血圧測定ルーチンのフローチャートのように動作することができる。

まず、起動されるとステップＳ１において加圧制御部により加圧が開始されて、ステップＳ２に進む。このステップＳ２では、予想される収縮期血圧より高い２０〜３０ｍｍＨｇ分以上を設定圧として、阻血用カフ１の圧力が設定圧力に到ったかをカフ圧力検出部の信号によりチェックし、設定圧力になるまで実行する。阻血用のカフ１の圧力が設定圧になったら加圧制御部は、ステップＳ３において加圧を停止する。

続いてステップＳ４に進み、減圧制御部によりカフ圧力検出部からの信号を用いて、減圧速度が２〜３ｍｍＨｇ/秒になるように減圧を開始する。これに続いてステップＳ５において、カフ圧力検出部からの信号より脈波の検出を開始する。脈波検出部で検出された脈波信号は血圧検出部内の記憶部に送られカフ圧と脈波振幅を一組にして記憶を行う。ステップＳ６において、血圧検出部では、脈波振幅の最大値の検出を行い、脈波振幅が連続して減少することを検出し減少を開始する一つ前の脈波を脈波最大値として検出する。

続いて、ステップＳ７に進み、血圧検出部にて脈波最大値の６０％以下になる脈波の検出を行い、その時のカフ圧力を拡張期血圧として決定する。収縮期血圧が決定されるとステップＳ８に進み、減圧制御部により急速排気される。そしてステップＳ９において、血圧検出部で記億されたカフ圧力と脈波振幅が一組になっているデータから、減圧開始してから最初に脈波振幅が50%以上、急に大きくなる変化を検出して、振幅が急に大きくなった脈波の圧力値を拡張期血圧として決定する。このようにして決定されるとステップＳ１０で、収縮期血圧値と拡張期血圧値の血圧表示部に表示して、一連の血圧計測動作を終了する。

図４は、血圧決定部に記憶された脈波振幅とカフ圧を時系列に表示したものである。（ａ）は、サブカフを用いない場合の検出脈波振幅変化を示し、（ｂ）は本発明のサブカフを用いた場合の検出脈波振幅変化を示す。

図示のように図４（ａ）の波形と比較して、図４（ｂ）の波形は、収縮期血圧検出タイミングの脈波振幅変化が明瞭である。

以上のように、阻血用カフ圧力が収縮期血圧より高い圧力の時でも、阻血用カフのカフ下上流部に侵入する血流をサブカフにより阻止できるので、血流再開により発生する脈波変化をＳ／Ｎ比の良い状態で検出することが可能となり、収縮血圧値の決定精度を向上することができた。

本発明の一実施形態の血圧測定装置を示すブロック図である。 図１のカフの断面図である。 図１の血圧測定装置の動作説明フローチャートである。 （ａ）は、サブカフを用いない場合の検出脈波振幅変化、（ｂ）は本発明のサブカフを用いた場合の検出脈波振幅変化について、血圧決定部に記憶された脈波振幅とカフ圧を時系列に表示した図表である。

符号の説明

１ 阻血用カフ
２ 脈波検出用カフ
３ サブカフ
５ カフ布
６、７ 配管
１０ 本体
２５ 脈波検出用カフ用バッキング部

Claims (6)

1. 血圧測定部位の動脈を圧迫する阻血用カフと、前記阻血用カフの下方の略中央部に配置されるとともに脈波を検出する脈波検出用カフと、前記阻血用カフの下方の前記略中央部よりも心臓側に配置されるサブカフと、
   前記阻血カフと、前記サブカフとに接続される加圧制御部と減圧制御部と容積バッファ部と、
   前記脈波検出用カフに接続されるとともに前記脈波を検出カフ信号に変換する圧力検出部と、
   前記阻血用カフと前記減圧制御部と前記容積バッファ部と前記脈波検出用カフに接続される流体抵抗部と、
   前記検出カフ信号に重畳する脈波を検出する脈波検出部と、
   前記脈波検出部の出力と、前記カフ圧力検出部の検出カフ信号とに基づき血圧値を決定する血圧検出部と、
   前記血圧検出部からの血圧値を表示する血圧表示部と、を備えることを特徴とする血圧測定装置。
2. 前記阻血用カフと前記脈波検出用カフとの間に第１の裏打部材を、また前記阻血用カフと前記サブカフとの間に第２の裏打部材を配置したことを特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
3. 血圧測定部位の動脈を圧迫する阻血用カフと、前記阻血用カフの下方の略中央部に配置されるとともに脈波を検出する脈波検出用カフと、前記阻血用カフの下方の前記略中央部よりも心臓側に配置されるサブカフとを用いた血圧測定方法であって、
   前記阻血カフと、前記サブカフとに接続される加圧制御部と減圧制御部と容積バッファ部とを介して前記動脈を圧迫する工程と、
   前記脈波検出用カフに接続される圧力検出部により、前記脈波を検出カフ信号に変換する工程と、
   前記阻血用カフと前記減圧制御部と前記容積バツファ部と前記脈波検出用カフに接続される流体抵抗部を介して前記各カフを減圧する工程と、
   脈波検出部において、前記検出カフ信号に重畳する脈波を検出する工程と、
   血圧検出部において、前記脈波検出部の出力と、前記カフ圧力検出部の検出カフ信号とに基づき血圧値を決定する工程と、
   血圧表示部において、前記血圧検出部からの血圧値を表示する工程と、を備えることを特徴とする血圧測定方法。
4. 血圧測定部位の動脈を圧迫する阻血用カフと、前記阻血用カフの下方の略中央部に配置されるとともに脈波を検出する脈波検出用カフと、前記阻血用カフの下方の前記略中央部よりも心臓側に配置されるサブカフとを用いた血圧測定方法の制御プログラムが記憶されたコンピュータが読取り可能な記憶媒体であって、
   前記阻血カフと、前記サブカフとに接続される加圧制御部と減圧制御部と容積バッファ部とを介して前記動脈を圧迫する工程のプログラムと、
   前記脈波検出用カフに接続される圧力検出部により、前記脈波を検出カフ信号に変換する工程のプログラムと、
   前記阻血用カフと前記減圧制御部と前記容積バツファ部と前記脈波検出用カフに接続される流体抵抗部を介して前記各カフを減圧する工程のプログラムと、
   脈波検出部において、前記検出カフ信号に重畳する脈波を検出する工程のプログラムと、
   血圧検出部において、前記脈波検出部の出力と、前記カフ圧力検出部の検出カフ信号とに基づき血圧値を決定する工程のプログラムと、
   血圧表示部において、前記血圧検出部からの血圧値を表示する工程のプログラムと、からなる血圧測定方法のプログラムが記憶されたコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
5. 血圧測定部位の動脈を圧迫する阻血用カフと、前記阻血用カフの下方の略中央部に配置されるとともに脈波を検出する脈波検出用カフと、前記阻血用カフの下方の前記略中央部よりも心臓側に配置されるサブカフと、からなることを特徴とする血圧測定用カフ。
6. 血圧測定部位の動脈を圧迫する阻血用カフと、前記阻血用カフの下方の略中央部に配置されるとともにその外側にバッキング材を備え、脈波を検出する脈波検出用カフと、前記阻血用カフの下方の前記略中央部よりも心臓側に配置されるサブカフと、からなることを特徴とする血圧測定用カフ。

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