JP2017158610A - 血圧測定装置および血圧測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】途中で校正を必要とすることなく、継続的な血圧測定を高精度に実現すること。
【解決手段】所定血管に超音波を照射し、その反射波を受信する第１超音波センサーおよび第２超音波センサーの受信信号に基づいて血圧を測定する血圧測定装置であって、前記第１超音波センサーの受信信号を用いて前記所定血管の第１位置の血管径である第１血管径を算出し、前記第２超音波センサーの受信信号を用いて前記所定血管の第２位置の血管径である第２血管径を算出する血管径算出部と、前記第１血管径と前記第２血管径とを用いて脈波伝播速度を算出する脈波伝播速度算出部と、前記第１血管径又は前記第２血管径と、前記脈波伝播速度と、所与の基準血管径と、所与の基準血圧とを用いて血圧を算出する血圧算出部と、前記第１血管径又は前記第２血管径で前記基準血管径を更新し、前記血圧で前記基準血圧を更新する基準値更新部と、を備える血圧測定装置である。
【選択図】図４

Description

本発明は、血圧を測定する血圧測定装置および血圧測定方法に関する。

従来、超音波を用いて測定した血管径から血圧を推定的に求める技術が知られている。その１つとして、例えば特許文献１には、血圧変化と血管径変化との関係を非線形関数として捉え、血管の硬さを表すスティフネスパラメーターβと血管径とから血圧を算出する方法が開示されている。

特開２００４−４１３８２号公報

ところで、血管径から血圧を算出するにあたり、加圧式の血圧計を用いた血圧の実測を伴う校正を必要とする場合がある。校正は、測定精度を維持するためのものであることから、血圧をモニターする場合のように比較的長期にわたって継続的に血圧を測定するときには、当該測定の途中でも定期的に行うことが望まれる。そのため、測定期間が長くなればその分校正の回数が増し手間であるとともに、その都度カフ等を用いて被検者の測定部位が加圧されることとなり、被検者の負担が増大する問題があった。

本発明は、こうした事情を鑑みてなされたものであり、途中で校正を必要とすることなく、継続的な血圧測定を高精度に実現することを目的とする。

上記課題を解決するための第１の発明は、所定血管に超音波を照射し、その反射波を受信する第１超音波センサーおよび第２超音波センサーの受信信号に基づいて血圧を測定する血圧測定装置であって、前記第１超音波センサーの受信信号を用いて前記所定血管の第１位置の血管径である第１血管径を算出し、前記第２超音波センサーの受信信号を用いて前記所定血管の第２位置の血管径である第２血管径を算出する血管径算出部と、前記第１血管径と前記第２血管径とを用いて脈波伝播速度を算出する脈波伝播速度算出部と、前記第１血管径又は前記第２血管径と、前記脈波伝播速度と、所与の基準血管径と、所与の基準血圧とを用いて血圧を算出する血圧算出部と、前記第１血管径又は前記第２血管径で前記基準血管径を更新し、前記血圧で前記基準血圧を更新する基準値更新部と、を備える血圧測定装置である。

また、他の発明として、所定血管に超音波を照射し、その反射波を受信する第１超音波センサーおよび第２超音波センサーの受信信号に基づいて血圧を測定する血圧測定方法であって、前記第１超音波センサーの受信信号を用いて前記所定血管の第１位置の血管径である第１血管径を算出し、前記第２超音波センサーの受信信号を用いて前記所定血管の第２位置の血管径である第２血管径を算出することと、前記第１血管径と、前記第２血管径とを用いて脈波伝播速度を算出する脈波伝播速度算出することと、前記第１血管径又は前記第２血管径と、前記脈波伝播速度と、所与の基準血管径と、所与の基準血圧とを用いて血圧を算出することと、前記第１血管径又は前記第２血管径で前記基準血管径を更新し、前記血圧で前記基準血圧を更新することと、を実行する血圧測定方法を構成してもよい。

第１の発明等によれば、第１超音波センサーの受信信号から得た第１血管径と、第２超音波センサーの受信信号から得た第２血管径とを用いて脈波伝播速度を算出し、第１血管径又は第２血管径と、脈波伝播速度と、基準血管径と、基準血圧とを用いて血圧を算出することができる。そして、血圧を算出するたびに、当該算出に用いた第１血管径又は第２血管径で基準血管径を更新するとともに、算出した血圧で基準血圧を更新することができる。したがって、途中で校正を必要とすることなく、継続的して精度よく血圧測定が行える。

第２の発明は、体動を検出する体動検出部を備え、前記基準値更新部は、前記体動検出部による検出がなされた場合には前記基準血圧の更新を行わない、第１の発明の血圧測定装置である。

第２の発明によれば、体動を検出した場合は基準血管径のみを更新し、基準血圧は更新せずに当該時点での値を保持することができる。

第３の発明は、前記体動検出部は、前記第１血管径、前記第２血管径、前記脈波伝播速度、前記血圧、および、前記第１血管径又は前記第２血管径を用いて算出される血管弾性指標値のうちの少なくとも１つを用いて前記体動を検出する、第２の発明の血圧測定装置である。

第３の発明によれば、第１血管径や第２血管径、脈波伝播速度、血圧、血管弾性指標値を用いて体動を検出できる。

第４の発明は、一拍毎に前記血圧の測定を行う、第１〜第３の発明の血圧測定装置である。第４の発明によれば、一拍毎（すなわち毎拍）の血圧測定を実現できる。

第５の発明は、前記血管径算出部は、同一拍内の拡張期、収縮期、および重複切痕期のうちの少なくとも１つの測定時期において前記第１血管径および前記第２血管径を算出し、前記脈波伝播速度算出部は、前記測定時期毎に前記脈波伝播速度を算出し、前記血圧算出部は、前記測定時期毎に前記血圧を算出し、前記基準値更新部は、前記測定時期毎に前記基準血管径および前記基準血圧を更新する、第１〜第４の発明の血圧測定装置である。

第５の発明によれば、拡張期、収縮期、および重複切痕期のうちの少なくとも１つとされる測定時期の第１血管径と第２血管径とを算出して用い、測定時期毎に血圧を算出することができる。そして、算出結果に基づいて、当該測定時期毎の血圧の算出に用いる各測定時期用の基準血管径と基準血圧とを更新することができる。したがって、例えば拡張期を測定時期とする場合であれば、拡張期における第１血管径と第２血管径とを算出して用い、拡張期用の基準血管径および拡張期用の基準血圧を適用して血圧を算出できる。これによれば、血圧の測定精度の向上が図れる。

血圧測定装置の全体構成例を示す図。 第１超音波プローブおよび第２超音波プローブの貼り付け位置における断面図。 第１血管径および第２血管径の時系列変化波形例を示す図。 血圧測定装置の機能構成例を示すブロック図。 基準値データのデータ構成例を示す図。 血管径ログデータのデータ構成例を示す図。 中間データのデータ構成例を示す図。 血圧ログデータのデータ構成例を示す図。 血圧測定処理の流れを示すフローチャート。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付す。

図１は、本実施形態における血圧測定装置１の全体構成例を示す図であり、センサー部３０の取り付け状態を示している。血圧測定装置１は、センサー部３０が本体装置１０とケーブルによって電気的に接続された構成を有する。

センサー部３０は、同一仕様の超音波センサーとして、第１超音波センサー３１と第２超音波センサー３２とを有する。第１超音波センサー３１および第２超音波センサー３２は、被検者３の皮膚に接触して被検者３へ超音波パルスを発信・照射し、その反射波を受信する。

本体装置１０は、一種のコンピューター制御装置であり、センサー部３０を制御して超音波測定を行い、測定対象の血管５の血管径をリアルタイムに算出する。そして、得られた血管径から脈波伝播速度を求め、血圧を算出する。血圧の算出は一拍毎に（すなわち毎拍）行い、毎拍の血圧を継続的に測定する常時測定を実現する。

ここで、連続した血圧Ｐの変化ΔＰは、ブラムウェル・ヒル（Bramwell-Hill）の式に基づき、血管径Ｄの変化ΔＤを用いた次式（１）によって表すことができる。式（１）において、ρは血液密度である。また、ΔＤは、血管径Ｄと基準血管径Ｄ０との差を表し、ΔＰは、血圧Ｐと基準血圧Ｐ０との差を表す。

基準血管径Ｄ０と基準血圧Ｐ０は、校正により定めることが可能である。ここでいう校正は、加圧血圧計を用いて血圧を測定し、同時に血圧測定装置１を用いて血管径を取得する等して血管径と血圧との数値関係を設定する処理（校正処理）である。比較的長期（例えば数時間程度でもよいし、数日間等であってもよい）の間血圧をモニターする等の使用態様では、上記の校正処理を、血圧常時測定の途中途中で実行することが望ましい。しかし、加圧血圧計を用いた校正処理は、校正の手間の問題や、被検者３の負担増大の問題が生じる。

また、それ以外にも、基準血管径Ｄ０および基準血圧Ｐ０を任意に定めることによる精度低下の問題もある。例えば、仮に、血圧常時測定では拡張期の血管径を測定して拡張期の血圧を算出しているとする。この場合に、収縮期の血圧である最高血圧を校正処理で実測して基準血管径Ｄ０と基準血圧Ｐ０とを定めてしまうと、時相が異なることから誤差が大きくなり測定精度を低下させる場合が起こり得る。測定精度の低下を極力抑制するためには、校正処理で実測する際の時相を、血圧常時測定で求める時相に一致させるとよい。

そこで本実施形態では、血圧常時測定においては、拡張期、収縮期、および重複切痕期の３つの脈波の特徴期を測定時期とする。そして、これら測定時期毎に血圧Ｐを算出するとともに、そのたびに基準血管径Ｄ０と基準血圧Ｐ０とを測定時期毎に更新する。なお、拡張期、収縮期、および重複切痕期の３つ全てを測定時期として各測定時期に係る血圧Ｐを算出する必要はなく、少なくとも何れか１つの測定時期を対象として血圧Ｐを求める構成としてもよい。

［原理］
先ず、第１超音波センサー３１の受信信号を用いて第１位置の血管径である第１血管径を算出するとともに、第２超音波センサー３２の受信信号を用いて第２位置の血管径である第２血管径を算出する。

図１に示すように、粘着台座３４は、皮膚面に着脱可能な粘着層を有しており、被検者３が身体を動かしても第１超音波センサー３１および第２超音波センサー３２は、走査面を平行にして所定のプローブ間距離Ｌｐ（好適には１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度）だけ離して粘着台座３４に固定されており、同じ血管５の血管短軸方向断面を測定するように構成されている。

粘着台座３４は、皮膚面に着脱可能な粘着層を有しており、被検者３が身体を動かしても容易に外れたり剥がれたりしない。粘着台座３４は、第１超音波センサー３１と第２超音波センサー３２とが血管５（本実施形態では上腕動脈）の短軸を描出できるように、且つ第１超音波センサー３１が心臓側（上流側）で第２超音波センサー３２が指先側（下流側）になるように貼付される。

なお、第１超音波センサー３１と第２超音波センサー３２を一体の粘着台座３４に搭載せずにそれぞれ別個の粘着台座３４に搭載する構成としてもよい。また、測定対象とされる血管５は上腕動脈に限らず、他の動脈としてもよい。自律神経の働き等により血管の硬さ（弾性）が比較的変化し易い動脈、例えば橈骨動脈や大腿動脈等を測定対象とする場合には、本実施形態の作用効果が大きく働く。勿論、その他の動脈、例えば頸動脈や鎖骨下動脈、大動脈等を測定対象としてもよい。

図２は、第１超音波センサー３１および第２超音波センサー３２の貼り付け位置における断面図である。第１超音波センサー３１および第２超音波センサー３２は、それぞれ内蔵する発信部から数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの超音波パルス信号やバースト信号を血管５に向けて送出し、内蔵する受信部で血管５の前壁５ａおよび後壁５ｐそれぞれから反射波を受信する。そして、本体装置１０は、前壁５ａからの受信波と、後壁５ｐからの受信波との到達時間差から、血管５の直径（血管径）を算出する。具体的には、第１超音波センサー３１の受信信号から第１血管径Ｄ１を算出し、第２超音波センサー３２の受信信号から第２血管径Ｄ２を算出する。超音波の送出および反射波の受信は極く短い時間間隔で連続的に行われる。このため、第１血管径Ｄ１と第２血管径Ｄ２との算出も連続的に行うことができる。この結果、血管径が時系列に変化する波形が得られる。

なお、ここでの処理では、第１超音波センサー３１および第２超音波センサー３２を用いた超音波測定の結果から第１血管径Ｄ１と第２血管径Ｄ２とが得られればよく、公知の位相差トラッキング法を用いて前壁５ａおよび後壁５ｐを追跡してその変位を算出し、第１血管径Ｄ１と第２血管径Ｄ２とを求めてもよい。

次に、得られた一拍分の第１血管径Ｄ１および第２血管径Ｄ２の各時系列変化から、測定時期とする拡張期、収縮期、および重複切痕期の各特徴期を判定する。図３は、第１血管径Ｄ１および第２血管径Ｄ２の時系列変化波形の一例を示す図である。なお、波形は、理解を容易にするために簡略化している。

図３に示すように、第１血管径Ｄ１および第２血管径Ｄ２の各時系列変化波形には、拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎの各時期にピークが現れる。したがって、第１血管径Ｄ１の時系列変化波形からピークを検出することによって、それらのピーク時刻を拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎとして判定できる。同様に、第２血管径Ｄ２の時系列変化波形からピークを検出すれば、それらのピーク時刻を拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎとして判定できる。

ここで、第１超音波センサー３１は第２超音波センサー３２よりも心臓側に配置されているため、心臓収縮に伴う圧力波は第１超音波センサー３１の方が早く到達する。そのため、第１血管径Ｄ１は第２血管径Ｄ２より拡張／収縮のタイミングが早い。

さて、第１血管径Ｄ１の拡張期Ｔｄのピーク時刻と、第２血管径Ｄ２の拡張期Ｔｄのピーク時刻との差から、拡張期に係る脈波伝播時間差Δｔが得られる。脈波伝播時間差Δｔが得られたならば、この脈波伝播時間差Δｔとプローブ間距離Ｌｐとから拡張期の脈波伝播速度（拡張期脈波伝播速度）ＰＷＶｄを求める。また、同様の処理を第１血管径Ｄ１および第２血管径Ｄ２の収縮期Ｔｓの各ピーク時刻の差について行い、収縮期脈波伝播速度ＰＷＶｓを求める。さらに、同様の処理を第１血管径Ｄ１および第２血管径Ｄ２の重複切痕期Ｔｎの各ピーク時刻の差について行い、重複切痕期脈波伝播速度ＰＷＶｎを求める。

測定時期毎（各特徴期）の脈波伝播速度ＰＷＶｄ，ＰＷＶｓ，ＰＷＶｎを求めたら、式（１）を用いた血圧Ｐの算出を行う。詳細には、拡張期Ｔｄにおける第１血管径Ｄ１又は第２血管径Ｄ２を拡張期血管径Ｄｄとして用いる。そして、この拡張期血管径Ｄｄと、拡張期脈波伝播速度ＰＷＶｄと、拡張期用の基準血管径Ｄ０ｄおよび基準血圧Ｐ０ｄとから、式（１）を用いて拡張期血圧Ｐｄを算出する。

また、収縮期Ｔｓにおける第１血管径Ｄ１又は第２血管径Ｄ２を収縮期血管径Ｄｓとして用い、この収縮期血管径Ｄｓと、収縮期脈波伝播速度ＰＷＶｓと、収縮期用の基準血管径Ｄ０ｓおよび基準血圧Ｐ０ｓとから、式（１）を用いて収縮期血圧Ｐｓを算出する。

また、重複切痕期Ｔｎにおける第１血管径Ｄ１又は第２血管径Ｄ２を重複切痕期血管径Ｄｎとして用い、この重複切痕期血管径Ｄｎと、重複切痕期脈波伝播速度ＰＷＶｎと、重複切痕期用の基準血管径Ｄ０ｎおよび基準血圧Ｐ０ｎとから、式（１）を用いて重複切痕期血圧Ｐｎを算出する。

拡張期血圧Ｐｄ、収縮期血圧Ｐｓ、および重複切痕期血圧Ｐｎを算出したならば、各測定時期用の基準血管径Ｄ０ｄ，Ｄ０ｓ，Ｄ０ｎおよび基準血圧Ｐ０ｄ，Ｐ０ｓ，Ｐ０ｎを更新する。具体的には、今回算出した拡張期血圧Ｐｄで拡張期用の基準血圧Ｐ０ｄを書き換えるとともに、その算出に用いた拡張期血管径Ｄｄで拡張期用の基準血管径Ｄ０ｄを書き換える。また、今回算出した収縮期血圧Ｐｓで収縮期用の基準血圧Ｐ０ｓを書き換えるとともに、その算出に用いた収縮期血管径Ｄｓで収縮期用の基準血管径Ｄ０ｓを書き換える。また、今回算出した重複切痕期血圧Ｐｎで重複切痕期用の基準血圧Ｐ０ｎを書き換えるとともに、その算出に用いた重複切痕期血管径Ｄｎで重複切痕期用の基準血管径Ｄ０ｎを書き換える。

より詳細には、本実施形態では、前述の各測定時期用の基準血管径Ｄ０ｄ，Ｄ０ｓ，Ｄ０ｎおよび基準血圧Ｐ０ｄ，Ｐ０ｓ，Ｐ０ｎの更新に先立ち、体動を検出する。体動は、何れかの測定時期について算出した第１血管径Ｄ１や第２血管径Ｄ２、脈波伝播速度ＰＷＶ（ＰＷＶｄ，ＰＷＶｓ，ＰＷＶｎ）、血圧Ｐ（Ｐｄ，Ｐｓ，Ｐｎ）の値から判断できる。また、その他にも、血管弾性指標値の１つであるスティフネスパラメーターβを算出し、体動の検出に用いてもよい。

スティフネスパラメーターβは、例えばスティフネスパラメーターβを表す次式（２）を用い、今回算出した拡張期血圧Ｄｄおよび収縮期血圧Ｐｓと、これらの算出に用いた拡張期血管径Ｄｄおよび収縮期血管径Ｄｓとから求めることができる。
β＝ｌｎ（Ｐｓ／Ｐｄ）／（Ｄｓ／Ｄｄ−１） ・・・（２）

実際の処理では、例えば、拡張期血管径Ｄｄ、収縮期血管径Ｄｓ、重複切痕期血管径Ｄｎ、拡張期脈波伝播速度ＰＷＶｄ、収縮期脈波伝播速度ＰＷＶｓ、重複切痕期脈波伝播速度ＰＷＶｎ、拡張期血圧Ｐｄ、収縮期血圧Ｐｓ、重複切痕期血圧Ｐｎ、およびスティフネスパラメーターβのうちの少なくとも１つを体動パラメーターとして用い、その値の変化の大きさが予め定められている所定の閾値を超えている場合に体動ありと判断し、体動を検出する。閾値以下であれば体動なしと判断する。複数の体動パラメーターを用いる場合であれば、例えば、それらの全て、或いはそれらのうちのいくつかが、各々に定められている閾値以上変化した場合に体動ありと判断する。そして、体動を検出した場合は、基準血管径Ｄ０（Ｄ０ｄ，Ｄ０ｓ，Ｄ０ｎ）の更新のみを行い、基準血圧Ｐ０（Ｐ０ｄ，Ｐ０ｓ，Ｐ０ｎ）は更新せず前回値をそのまま保持する。

［機能構成］
図４は、血圧測定装置１の機能構成例を示すブロック図である。血圧測定装置１は、本体装置１０と、センサー部３０とを備え、本体装置１０は、処理部１００と、操作入力部２００と、表示部４００と、音出力部４３０と、通信部４５０と、記憶部５００とを備える。

センサー部３０は、第１超音波センサー３１および第２超音波センサー３２を有する。第１超音波センサー３１および第２超音波センサー３２は、処理部１００からの発信制御信号に基づいて、超音波測定のための超音波の発信・照射と、その反射波の受信とを行う。例えば、超音波振動素子や当該素子のドライバー回路により実現される。

処理部１００は、血圧測定装置１を統括制御して、被検者３の血圧測定に係る各種演算処理を行う。処理部１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のマイクロプロセッサー、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＩＣ（Integrated Circuit）メモリー等の電子部品によって実現される。そして、処理部１００は、各機能部との間でデータの入出力制御を行い、所定のプログラムやデータ、操作入力部２００からの操作入力信号等をもとに各種の演算処理を実行して被検者３の血圧Ｐを算出する。

処理部１００は、超音波測定制御部１０２と、血管径算出部１０４と、特徴期判定部１０６と、心拍判定部１０８と、脈波伝播速度算出部１１０と、血圧算出部１１２と、基準値更新部１１４と、体動検出部１１６と、表示情報生成部１１８と、計時部１２０とを有する。

超音波測定制御部１０２は、超音波測定を統合的に制御する。具体的には、第１超音波センサー３１および第２超音波センサー３２による超音波の発信と受信の制御、並びに反射波の受信信号を増幅してデジタル信号に変換する処理等を行う。

血管径算出部１０４は、超音波の受信信号に基づいて血管５（本実施形態では上腕動脈）の血管径を連続的に算出する。この連続的な血管径算出によってその時系列変化波形が得られることになる。本実施形態では、第１超音波センサー３１の受信信号から第１血管径Ｄ１を算出するとともに、第２超音波センサー３２の受信信号から第２血管径Ｄ２を算出する。なお、血管径の算出にあたり、受信信号から血管５の前壁５ａおよび後壁５ｐを検出し（図２参照）、前壁５ａから後壁５ｐまでの距離差を求めるが、これ以外の方法で血管径を算出してもよい。

特徴期判定部１０６は、血管径算出部１０４が算出した血管径の時系列変化波形に基づいて、測定時期とする拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎを判定する。具体的には、第１血管径Ｄ１に対応する拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎと、第２血管径Ｄ２に対応する拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎとを判定する。例えば、特徴期判定部１０６は、第１血管径Ｄ１および第２血管径Ｄ２の各時系列変化波形のそれぞれに所定の微分演算を施し、微分値が基準以上のピークであることを示すピーク条件を満たした時点（時期のこと。時相とも言う。）を検出することで、各特徴期を判定する。

そして、特徴期判定部１０６は、例えば、第１血管径Ｄ１の時系列変化波形から、その拡張期Ｔｄにおける第１血管径Ｄ１を拡張期血管径Ｄｄ、その収縮期Ｔｓにおける第１血管径Ｄ１を収縮期血管径Ｄｓ、その重複切痕期Ｔｎにおける第１血管径Ｄ１を重複切痕期血管径Ｄｎとして得る。なお、第２血管径Ｄ２の時系列変化波形から、その拡張期Ｔｄにおける第２血管径Ｄ２を拡張期血管径Ｄｄ、その収縮期Ｔｓにおける第２血管径Ｄ２を収縮期血管径Ｄｓ、その重複切痕期Ｔｎにおける第２血管径Ｄ２を重複切痕期血管径Ｄｎとしてもよい。

心拍判定部１０８は、特徴期判定部１０６の判定結果に基づいて、例えば第１血管径Ｄ１の時系列変化波形から心拍の区切りを判定する。第２血管径Ｄ２の時系列変化波形からＤｄ，Ｄｓ，Ｄｎを得る場合は、第２血管径Ｄ２の時系列変化波形から心拍を判定すればよい。この心拍判定部１０８は、心拍数を算出する機能を含むとしてもよい。

脈波伝播速度算出部１１０は、血管５における脈波伝播速度ＰＷＶを算出する。本実施形態では、拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎの測定時期毎に脈波伝播時間差Δｔを算出し、当該時間差Δｔとプローブ間距離Ｌｐとから脈波伝播速度ＰＷＶを求める。すなわち、拡張期脈波伝播速度ＰＷＶｄと、収縮期脈波伝播速度ＰＷＶｓと、重複切痕期脈波伝播速度ＰＷＶｎとを求める。

血圧算出部１１２は、拡張期血圧Ｐｄを求める際には、式（１）を用い、拡張期血管径Ｄｄと、拡張期脈波伝播速度ＰＷＶｄと、拡張期用の基準血管径Ｄ０ｄおよび基準血圧Ｐ０ｄとから拡張期血圧Ｐｄを求める。

また、収縮期血圧Ｐｎを求める際には、式（１）を用い、収縮期血管径Ｄｓと、収縮期脈波伝播速度ＰＷＶｓと、収縮期用の基準血管径Ｄ０ｓおよび基準血圧Ｐ０ｓとから収縮期血圧Ｐｓを求める。なお、別の方法を用いて収縮期血圧Ｐｓを求めてもよい。例えば、拡張期血圧Ｐｄと重複切痕期血圧Ｐｎとを用いた所定の収縮期血圧推定演算を行い、収縮期血圧Ｐｓを算出してもよい。具体的には重複切痕期血圧Ｐｎを平均動脈圧とみなして、拡張期血圧Ｐｄと重複切痕期血圧Ｐｎとから収縮期血圧Ｐｓを求める。

また、重複切痕期血圧Ｐｎを求める際には、式（１）を用い、重複切痕期血管径Ｄｎと、重複切痕期脈波伝播速度ＰＷＶｎと、重複切痕期用の基準血管径Ｄ０ｎおよび基準血圧Ｐ０ｎとから重複切痕期血圧Ｐｎを求める。

基準値更新部１１４は、各測定時期用の基準血管径Ｄ０ｄ，Ｄ０ｓ，Ｄ０ｎおよび基準血圧Ｐ０ｄ，Ｐ０ｓ，Ｐ０ｎを一拍毎に更新する処理を行う。具体的には、血圧算出部１１２が今回算出した拡張期血圧Ｐｄを拡張期用の基準血圧Ｐ０ｄとし、その算出に用いた拡張期血管径Ｄｄを拡張期用の基準血管径Ｄ０ｄとして各値を一拍毎に書き換える。また、血圧算出部１１２が今回算出した収縮期血圧Ｐｓを収縮期用の基準血圧Ｐ０ｓとし、その算出に用いた収縮期血管径Ｄｓを収縮期用の基準血管径Ｄ０ｓとして各値を一拍毎に書き換える。また、血圧算出部１１２が今回算出した重複切痕期血圧Ｐｎを重複切痕期用の基準血圧Ｐ０ｎとし、その算出に用いた重複切痕期血管径Ｄｎを重複切痕期用の基準血管径Ｄ０ｎとして各値を一拍毎に書き換える。

なお、本実施形態では、これら各測定時期用の基準血管径Ｄ０ｄ，Ｄ０ｓ，Ｄ０ｎおよび基準血圧Ｐ０ｄ，Ｐ０ｓ，Ｐ０ｎの更新は一拍毎に行うこととしているが、更新間隔は一拍毎に限らず、所定拍数（例えば１００拍）や所定時間（例えば１０分）毎として、その更新間隔の間は定数の扱いとしてもよい。

体動検出部１１６は、算出した拡張期血圧Ｐｄや拡張期血圧Ｐｓ、重複切痕期血圧Ｐｎ、或いはその算出過程で得た拡張期血管径Ｄｄ、収縮期血管径Ｄｓ、重複切痕期血管径Ｄｎ、拡張期脈波伝播速度ＰＷＶｄ、収縮期脈波伝播速度ＰＷＶｓ、重複切痕期脈波伝播速度ＰＷＶｎの他、スティフネスパラメーターβを別途算出して体動パラメーターとして用い、一拍毎に体動を検出する。

表示情報生成部１１８は、血圧測定に必要な各種操作画面や測定結果を表示するための画像を生成し表示部４００へ出力する。表示部４００は、表示情報生成部１１８からの画像データを表示する装置である。

計時部１２０は、測定時刻の計時を行う。計時方法は適宜選択可能であるが、例えばシステムクロックを利用することができる。

操作入力部２００は、ユーザーによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた操作入力信号を処理部１００へ出力する。操作入力部２００は、ボタンスイッチやレバースイッチ、ダイヤルスイッチ、トラックパッド、マウス、タッチパネル等により構成される。

音出力部４３０は、処理部１００から出力される音声信号に基づく音を放音する装置であり、スピーカーである。血圧が所定の異常値に達した場合等に報知音を発生させることとすると好適である。

通信部４５０は、血圧測定装置１の外部装置と通信を行うための通信機である。通信は、有線であっても無線であっても構わない。各種の測定データを外部装置へ送信することができる。

記憶部５００は、ＩＣメモリーやハードディスク、光学ディスク等の記憶媒体により実現され、各種プログラムや、処理部１００の演算過程のデータ等の各種データを記憶する。なお、処理部１００と記憶部５００とを別体とし、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット等の通信回線を介して通信接続する構成で実現してもよい。例えばその場合、記憶部５００は、インターネットに接続されたサーバーの記憶装置として実現することも可能である。

この記憶部５００は、血圧測定プログラム５１０と、基準値データ５２０と、血管径ログデータ５３０と、中間データ５４０と、血圧ログデータ５５０とを記憶する。勿論、これら以外にも、各種判定用のフラグや、計時用のカウンター値等を適宜記憶することができる。

血圧測定プログラム５１０は、処理部１００が実行することにより、超音波測定制御部１０２、血管径算出部１０４、特徴期判定部１０６、心拍判定部１０８、脈波伝播速度算出部１１０、血圧算出部１１２、基準値更新部１１４、体動検出部１１６、表示情報生成部１１８、計時部１２０等の機能を実現する。なお、これらの機能部の何れかを電子回路等のハードウェアで実現することも可能である。

基準値データ５２０は、拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎの測定時期毎に基準血管径Ｄ０および基準血圧Ｐ０を格納する。具体的には、図５に示すように、各測定時期用の基準血管径Ｄ０ｄ，Ｄ０ｓ，Ｄ０ｎと、各測定時期用の基準血圧Ｐ０ｄ，Ｐ０ｓ，Ｐ０ｎとを格納する。

血管径ログデータ５３０は、測定開始から終了まで、極く短い時間間隔で連続的に行われるセンサー部３０による超音波の送出および反射波の受信によって得られた血管５の血管径に係る各種データを格納する。具体的には、図６に示すように、超音波測定周期毎の測定時刻５３１と対応付けて、当該時刻における拍動を識別するための拍動番号５３２（例えば、測定開始から何回目の拍動であるかを示す値）と、その時に測定された第１血管径５３３および第２血管径５３４とを格納する。勿論、これら以外のデータも適宜格納することができる。図６においては、測定時刻５３１が「ｔ００１」「ｔ００２」「ｔ００３」「ｔ００４」と徐々に経過しているが、拍動番号５３２が何れも「１」となっているため、同一の拍動に係るデータであることを示している。この血管径ログデータ５３０において第１血管径５３３および第２血管径５３４を時系列に見ることで、それらの時系列変化波形が得られる。

拍動番号５３２は、心拍判定部１０８による心拍の判定に基づいて格納され、第１血管径５３３および第２血管径５３４は、血管径算出部１０４の算出結果が格納される。

中間データ５４０は、特徴期判定部１０６が判定した特徴期に係るデータを格納するとともに、適宜体動検出部１１６が算出したスティフネスパラメーターβを格納する。具体的には、図７に示すように、血管径ログデータ５３０の拍動番号５３２に対応する拍動番号５４１と対応付けて、当該拍動における拡張期Ｔｄの第１血管径５４１ａ、収縮期Ｔｓの第１血管径５４１ｂ、および重複切痕期Ｔｎの第１血管径５４１ｃと、拡張期Ｔｄの第２血管径５４２ａ、収縮期Ｔｓの第２血管径５４２ｂ、および重複切痕期Ｔｎの第２血管径５４２ｃと、拡張期脈波伝播速度５４３ａと、収縮期脈波伝播速度５４３ｂと、重複切痕期脈波伝播速度５４３ｃと、スティフネスパラメーターβとを格納する。

血圧ログデータ５５０は、図８に示すように、血圧算出部１１２が算出した拡張期血圧５５２、収縮期血圧５５３、重複切痕期血圧５５４を、血管径ログデータ５３０の拍動番号５３２に対応する拍動番号５５１と対応付けて格納する。すなわち、一拍毎の血圧が格納される。

［処理の流れ］
図９は、血圧測定処理の流れを示すフローチャートである。ここで説明する処理は、処理部２００が記憶部５００から血圧測定プログラム５１０を読み出して実行することで実現できる。なお、第１超音波センサー３１および第２超音波センサー３２は予め被検者３の所定位置に貼り付けられているものとする。

先ず、基準値更新部１１４が、拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎの各測定時期用の基準血管径Ｄ０ｄ，Ｄ０ｓ，Ｄ０ｎと、各測定時期用の基準血圧Ｐ０ｄ，Ｐ０ｓ，Ｐ０ｎとを初期設定する（ステップＳ２）。初期設定の手法は特に限定されないが、一例として、加圧式血圧計を用いた上記校正処理を行うことで実現できる。例えば、センサー部３０が装着された腕が左腕ならば、右腕に加圧式血圧計を装着する。そして、加圧式血圧計による拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎの血圧の実測と、センサー部３０による拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎの第１血管径Ｄ１又は第２血管径Ｄ２の計測とを並列実行する。そして、基準血管径Ｄ０ｄ，Ｄ０ｓ，Ｄ０ｎの各値を取得した第１血管径Ｄ１又は第２血管径Ｄ２から設定し、基準血圧Ｐ０ｄ，Ｐ０ｓ，Ｐ０ｎの各値を実測した血圧から設定する。

その後、超音波測定制御部１０２がセンサー部３０を用いた超音波測定を開始し（ステップＳ４）、血管径算出部１０４が第１血管径Ｄ１および第２血管径Ｄ２の算出・記録を開始する（ステップＳ５）。ここでの処理により、血管径ログデータ５３０へデータが格納されていく。

また、心拍判定部１０８が、心拍の判定を開始する（ステップＳ６）。判定した心拍の識別情報は、測定開始からの心拍の番号として、血管径ログデータ５３０の拍動番号５２２に格納されていく。

続いて、特徴期判定部１０６が、血管径ログデータ５３０を参照し、第１血管径Ｄ１に係る拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎを判定するとともに（ステップＳ８）、第２血管径Ｄ２に係る拡張期Ｔｄ、収縮期Ｔｓ、および重複切痕期Ｔｎを判定する（ステップＳ１０）。ここでの処理の結果、拡張期Ｔｄにおける第１血管径Ｄ１又は第２血管径Ｄ２が拡張期血管径Ｄｄとされ、収縮期Ｔｓにおける第１血管径Ｄ１又は第２血管径Ｄ２が収縮期血管径Ｄｓとされ、重複切痕期Ｔｎにおける第１血管径Ｄ１又は第２血管径Ｄ２が重複切痕期血管径Ｄｎとされる。

続いて、脈波伝播速度算出部１１０が、拡張期脈波伝播速度ＰＷＶｄと、収縮期脈波伝播速度ＰＷＶｓと、重複切痕期脈波伝播速度ＰＷＶｎとを算出する（ステップＳ１２）。すなわち、ステップＳ８およびステップＳ１０で判定した２つの拡張期Ｔｄの時間差すなわち拡張期の脈波伝播時間Δｔｄを求め、この脈波伝播時間Δｔｄとプローブ間距離Ｌｐとから拡張期脈波伝播速度ＰＷＶｄを算出する。同様の要領で、判定した収縮期Ｔｓから収縮期脈波伝播速度ＰＷＶｓを算出し、判定した重複切痕期Ｔｎから重複切痕期脈波伝播速度ＰＷＶｎを算出する。

続いて、血圧算出部が、拡張期血圧Ｐｄと、収縮期血圧Ｐｓと、重複切痕期血圧Ｐｎとを算出する（ステップＳ１４）。すなわち、式（１）を用い、ステップＳ８（又はステップＳ１０）で得た拡張期血管径Ｄｄと、ステップＳ１２で算出した拡張期脈波伝播速度ＰＷＶｄと、拡張期用の基準血管径Ｄ０ｄおよび基準血圧Ｐ０ｄとから拡張期血圧Ｐｄを算出する。同様の要領で、収縮期血管径Ｄｓと、収縮期脈波伝播速度ＰＷＶｓと、収縮期用の基準血管径Ｄ０ｓおよび基準血圧Ｐ０ｓとから拡張期血圧Ｐｓを算出し、重複切痕期血管径Ｄｎと、重複切痕期脈波伝播速度ＰＷＶｎと、重複切痕期用の基準血管径Ｄ０ｎおよび基準血圧Ｐ０ｎとから拡張期血圧Ｐｎを算出する。

続いて、体動検出部１１６が、式（２）を用い、ステップＳ８（又はステップＳ１０）で得た拡張期血管径Ｄｄおよび収縮期血管径Ｄｓと、ステップＳ１４で算出した拡張期血圧Ｄｄおよび収縮期血圧Ｐｓとからスティフネスパラメーターβを算出する（ステップＳＳ１６）。そして、体動検出部１１６は、ステップＳ８（又はステップＳ１０）で得た拡張期血管径Ｄｄ、収縮期血管径Ｄｓ、重複切痕期血管径Ｄｎ、ステップＳ１２で算出した拡張期脈波伝播速度ＰＷＶｄ、収縮期脈波伝播速度ＰＷＶｓ、重複切痕期脈波伝播速度ＰＷＶｎ、ステップＳ１４で算出した拡張期血圧Ｐｄ、拡張期血圧Ｐｓ、重複切痕期血圧Ｐｎ、およびステップＳ１６で算出したスティフネスパラメーターβのうちの少なくとも何れか１つを体動パラメーターとして用い、体動を検出する（ステップＳ１８）。スティフネスパラメーターβを体動パラメーターとして用いない場合は、ステップＳ１６の処理は行わなくてよい。

そして、体動を検出した（体動あり）の場合は（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、続いて基準値更新部１１４が、ステップＳ８（又はステップＳ１０）で得た拡張期血管径Ｄｄを拡張期用の基準血管径Ｄ０ｄとし、収縮期血管径Ｄｓを収縮期用の基準血管径Ｄ０ｓとし、重複切痕期血管径Ｄｎを重複切痕期用の基準血管径Ｄ０ｎとして基準値データ５２０を更新する（ステップＳ２２）。

一方、体動を検出しない場合には（ステップＳ２０：ＮＯ）、ステップＳ２２と同様に各測定時期用の基準血管径Ｄ０ｄ，Ｄ０ｓ，Ｄ０ｎを書き換えて基準値データ５２０を更新するとともに（ステップＳ２４）、ステップＳ１４で算出した拡張期血圧Ｐｄを拡張期用の基準血圧Ｐ０ｄとし、収縮期血圧Ｐｓを収縮期用の基準血圧Ｐ０ｓとし、重複切痕期血圧Ｐｎを重複切痕期用の基準血圧Ｐ０ｎとして基準値データ５２０を更新する（ステップＳ２６）。

その後は、血圧測定を終了しない間（ステップＳ２８：ＮＯ）は、ステップＳ８〜Ｓ２６の処理を一拍毎に繰り返し実行する。

以上説明したように、本実施形態によれば、比較的長期の間継続的に血圧の測定を行う場合であっても、測定の途中で校正を必要とせずに、精度よく血圧測定が行える。

１…血圧測定装置、１０…本体装置、３０…センサー部、１００…処理部、１０２…超音波測定制御部、１０４…血管径算出部、１０６…特徴期判定部、１０８…心拍判定部、１１０…脈波伝播速度算出部、１１２…血圧算出部、１１４…基準値更新部、１１６…体動検出部、１１８…表示情報生成部、１２０…計時部、２００…操作入力部、４００…表示部、４３０…音出力部、４５０…通信部、５００…記憶部、５１０…血圧測定プログラム、５２０…基準値データ、５３０…血管径ログデータ、５４０…中間データ、５５０…血圧ログデータ

Claims (6)

1. 所定血管に超音波を照射し、その反射波を受信する第１超音波センサーおよび第２超音波センサーの受信信号に基づいて血圧を測定する血圧測定装置であって、
   前記第１超音波センサーの受信信号を用いて前記所定血管の第１位置の血管径である第１血管径を算出し、前記第２超音波センサーの受信信号を用いて前記所定血管の第２位置の血管径である第２血管径を算出する血管径算出部と、
   前記第１血管径と前記第２血管径とを用いて脈波伝播速度を算出する脈波伝播速度算出部と、
   前記第１血管径又は前記第２血管径と、前記脈波伝播速度と、所与の基準血管径と、所与の基準血圧とを用いて血圧を算出する血圧算出部と、
   前記第１血管径又は前記第２血管径で前記基準血管径を更新し、前記血圧で前記基準血圧を更新する基準値更新部と、
   を備える血圧測定装置。
2. 体動を検出する体動検出部を備え、
   前記基準値更新部は、前記体動検出部による検出がなされた場合には前記基準血圧の更新を行わない、
   請求項１に記載の血圧測定装置。
3. 前記体動検出部は、前記第１血管径、前記第２血管径、前記脈波伝播速度、前記血圧、および、前記第１血管径又は前記第２血管径を用いて算出される血管弾性指標値のうちの少なくとも１つを用いて前記体動を検出する、
   請求項２に記載の血圧測定装置。
4. 一拍毎に前記血圧の測定を行う、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の血圧測定装置。
5. 前記血管径算出部は、同一拍内の拡張期、収縮期、および重複切痕期のうちの少なくとも１つの測定時期において前記第１血管径および前記第２血管径を算出し、
   前記脈波伝播速度算出部は、前記測定時期毎に前記脈波伝播速度を算出し、
   前記血圧算出部は、前記測定時期毎に前記血圧を算出し、
   前記基準値更新部は、前記測定時期毎に前記基準血管径および前記基準血圧を更新する、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の血圧測定装置。
6. 所定血管に超音波を照射し、その反射波を受信する第１超音波センサーおよび第２超音波センサーの受信信号に基づいて血圧を測定する血圧測定方法であって、
   前記第１超音波センサーの受信信号を用いて前記所定血管の第１位置の血管径である第１血管径を算出し、前記第２超音波センサーの受信信号を用いて前記所定血管の第２位置の血管径である第２血管径を算出することと、
   前記第１血管径と、前記第２血管径とを用いて脈波伝播速度を算出する脈波伝播速度算出することと、
   前記第１血管径又は前記第２血管径と、前記脈波伝播速度と、所与の基準血管径と、所与の基準血圧とを用いて血圧を算出することと、
   前記第１血管径又は前記第２血管径で前記基準血管径を更新し、前記血圧で前記基準血圧を更新することと、
   を実行する血圧測定方法。

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