JP6722932B1

JP6722932B1 - 測定装置

Info

Publication number: JP6722932B1
Application number: JP2020046165A
Authority: JP
Inventors: 針次近藤
Original assignee: 株式会社ケーアンドエス
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2040-03-17
Also published as: CN112826478A; JP2021145765A; CN112826478B

Abstract

【課題】測定される容積脈波について、血流量が一時的に変化した期間の波形誤差を補正する。【解決手段】測定装置は、静脈の容積変化に応じた第１容積脈波を測定する第１光電センサ３０と、被験者の動脈の容積変化に応じた第２容積脈波を測定する第２光電センサ３５と、これらセンサに対してＡＣカップリングされた演算処理部４１とを備える。前記演算処理部は、前記２つの容積脈波について、各心拍の最高点の増減の傾向が逆になった場合、前記第１容積脈波の各心拍の最高点が低下し、前記第２容積脈波の各心拍の最高点が上昇する第１期間は、各心拍の最低点が時間に対して低下するように、前記第１容積脈波の波形を補正する第１補正処理を実行し、前記第１容積脈波の各心拍の最高点が上昇し、前記第２容積脈波の各心拍の最高点が低下する第２期間は、各心拍の最低点が時間に対して上昇するように、前記第１容積脈波の波形を補正する第２補正処理を実行する。【選択図】図５

Description

本明細書によって開示される技術は、測定装置に関する。

閉塞型血圧測定法として、図２０に示すように、カフ（腕帯）１００によって動脈を圧迫し、徐々に減圧をする過程で血圧を検出するオシロメトリック法が知られている。また、開放型血圧測定方法として、図２１に示すように、光電センサ１１０を用いて血管容積変化を赤外光の吸収減衰で検出する光電容積脈波法などがある。光電容積脈波法では、投光器から光を照射し血管を閉塞せずに血管に流れる血流変化を受光器センサにて捉える。そして、捉えた血流変化に基づいて血圧変化を推測する。オシロメトリック法と光電容積脈波法との比に基づいて血圧測定を行う血圧測定装置として、特開２０１１−２３４８７６号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。

特開２０１１−２３４８７６号公報

図２２は、容積脈波を測定する測定装置のブロック図である。測定装置は、センサ２１０と、ＡＣ結合器２２０と、演算処理部２３０とから構成されており、センサ２１０の測定信号（容積脈波）は、ＡＣ結合器２２０にて直流分がカットされ、交流成分が演算処理部２３０に対して入力される。ＡＣ結合器２２０を用いる理由は、直流分をカットすることで、演算処理部２３０の入力電圧（最大値）を抑えることが出来るからである。

ＡＣ結合器を用いる場合、直流に近い成分（周波数の低い信号成分）は失われてしまうため、被験者の血流量が一時的に変化した時に、波形誤差が生じる可能性があった。
本発明は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、演算処理部をセンサに対してＡＣカップリングした測定装置により、測定される容積脈波について、血流量が一時的に変化した期間の波形誤差を補正することを課題とする。

測定装置であって、被験者の静脈の容積変化に応じた第１容積脈波を測定する第１センサと、被験者の動脈の容積変化に応じた第２容積脈波を測定する第２センサと、前記第１センサと前記第２センサに対してＡＣカップリングされた演算処理部と、を備え、前記演算処理部は、前記第１容積脈波と前記第２容積脈波の２つの容積脈波について、各心拍の最高点の増減が逆になった場合、前記第１容積脈波の各心拍の最高点が低下し、前記第２容積脈波の各心拍の最高点が上昇する第１期間は、各心拍の最低点が、時間に対して低下するように、前記第１容積脈波の波形を補正する第１補正処理を実行し、前記第１容積脈波の各心拍の最高点が上昇し、前記第２容積脈波の各心拍の最高点が低下する第２期間は、各心拍の最低点が、時間に対して上昇するように、前記第１容積脈波の波形を補正する第２補正処理を実行する。

この構成では、演算処理部をセンサに対してＡＣカップリングした測定装置により、測定される容積脈波について、血流量が一時的に変化した期間の波形誤差を補正することを課題とする。

この発明の実施態様として以下の構成でもよい。
前記第１センサは、第１波長の光電センサ、前記第２センサは、第１波長よりも波長の長い第２波長の光電センサでもよい。第２波長を第１波長より長くすることで、光が被験者の深部まで到達することから、深部に位置する動脈から容積脈波を検出することが出来る。

この発明の実施態様として以下の構成でもよい。
前記第１センサは、被験者の耳タブ又は指に取り付けられ、前記第２センサは、被験者の胸部に取り付けられてもよい。

この発明の実施態様として以下の構成でもよい。
前記第１補正処理では、時間に対して低下する第１補正線に対して、各心拍の最低点が一致するように、前記第１容積脈波の波形を補正し、前記第２補正処理では、時間に対して上昇する第２補正線に対して、各心拍の最低点が一致するように、前記第１容積脈波の波形を補正してもよい。この構成では、第１容積脈波の各心拍の最低点を補正線に一致させることで、第１容積脈波の波形を補正することが出来る。

この発明の実施態様として以下の構成でもよい。
変換容積脈波は、被験者の動脈をカフで圧迫した状態から減圧する過程で圧脈波が最大となる平均血圧時から前記圧脈波が消滅する最低血圧時までの期間について、前記圧脈波の面積変化に従って、前記第１容積脈波の各心拍の脈波面積を変化させた波であり、前記第１補正線の傾きは、前記変換容積脈波の平均血圧時の最高点と最低血圧時の最高点を結んだ直線の傾きに等しくてもよい。変換容積脈波の平均血圧時の最高点と最低血圧時の最高点を結んだ直線は、被験者が平均血圧から最低血圧に向かうときの容積脈波の変化であることから、静脈の血流量が減少する第１期間において、第１容積脈波を精度よく補正することが出来る。

この発明の実施態様として以下の構成でもよい。
被験者の血管を圧迫するカフと、前記カフによって圧迫された部分から圧脈波を測定するカフ圧センサを備え、前記演算処理部は、カフ圧の変化に伴う前記圧脈波と前記第１容積脈波を同時に測定する予備測定において、複数拍の前記圧脈波からなる基準圧脈波を測定すると共に、前記基準圧脈波を測定する基準時に、各圧脈波に対応する複数の第１容積脈波を測定し、前記基準圧脈波における一拍毎の各圧脈波面積と前記基準圧脈波が最大振幅となったときの圧脈波面積との比率を、対応する前記第１容積脈波の面積に乗ずることで平均血圧値から最低血圧値までの変換血圧データを決定し、かつ、平均血圧値の測定時におけるカフ圧と、複数の前記第１容積脈波に対応する各カフ圧との比率を、平均血圧値の測定時における前記基準圧脈波の圧脈波面積に乗ずることで最高血圧値から平均血圧値までの変換血圧データを決定し、前記変換血圧データと、前記予備測定後に行われる本測定において得られた前記第１容積脈波と、に基づいて被験者の心拍毎の血圧値を算出してもよい。この構成では、被験者の圧脈波が直線的に変化せずに二次曲線的に変化する場合、被験者の心拍毎の血圧値を精度よく算出することが出来る。

本発明によれば、演算処理部をセンサに対してＡＣカップリングした測定装置により、測定される容積脈波について、血流量が一時的に変化した期間の波形誤差を補正することが出来る。

カフによる血圧測定を示す図第１光電センサによる血圧測定を示す図第２光電センサによる血圧測定を示す図第２光電センサの構成を示す図血圧測定装置のブロック図カフ圧に対応する圧脈波と容積脈波とを示した図血圧値算出処理のフローチャート図第１容積脈波の波形第１容積脈波と第２容積脈波の波形を比較した図波形修正処理のフローチャート図補正前の第１容積脈波の波形補正後の第１容積脈波の波形血圧波形血圧値算出処理のフローチャート図容積脈波に対応する変換圧を示した図脈圧が最高状態における変換血圧波形を示した図脈圧が最高から最低状態まで変化する過程であって、基準圧脈波が最大振幅となったとき変換血圧波形を示した図脈圧が最低状態における変換血圧波形を示した図容積脈波の一心拍を示した図従来の血圧測定方法を示す図従来の血圧測定方法を示す図容積脈波を測定する測定装置のブロック図

＜実施形態１＞
実施形態１を、図１〜図１３を参照して説明する。
測定装置１０は、血圧測定用であり、図１から図３に示すように、被験者Ｗの上腕Ｗ１に装着されるカフ２０と、カフ圧センサ２１と、第１光電センサ３０と、第２光電センサ３５と、データ処理装置４０とを備えて構成されている。

カフ２０は、図１に示すように、被験者Ｗの上腕Ｗ１に装着可能とされており、内部にゴム袋が内蔵されている。ゴム袋はエアー供給用のポンプ２２と接続されており、ゴム袋に対するエアーの供給と排気により、上腕Ｗ１における血管を圧迫する。

カフ圧センサ２１は、カフ２０内の空気の振動を、例えばゴムホースなどを経由して検知することで、カフ２０によって圧迫された上腕Ｗ１から血管の圧力変動である圧脈波を測定する。

カフ圧センサ２１は、増幅器２５およびＡＣ結合器２６を介して、データ処理装置４０の演算処理部４１に接続されている。ＡＣ結合器２６は、コンデンサでもよい。ハイパスフィルタでもよい。

第１光電センサ３０は、被験者Ｗの手指Ｗ２など抹消部に取り付けられる。第１光電センサ３０は、第１波長の光を用いて、被験者の静脈Ｗ３の容積変化に応じた第１容積脈波を測定する。第１波長は、可視光でもよい。可視光の波長は、約４００ｎｍ〜約７８０ｎｍである。

第１光電センサ３０は、投光器３０Ａと受光器３０Ｂを備えた、透過型のセンサでもよい。例えば、図２に示すように、投光器３０Ａと受光器３０Ｂを、被験者Ｗの指Ｗ２を両側から挟み込むように取り付ける。投光器３０Ａから第１波長の光を出射し、静脈Ｗ３を透過した光を、受光器３０Ｂによって受光することで、静脈Ｗ３の拍動変動に伴う吸光度の変化を血流量の相対変化である容積脈波として測定することが出来る。第１光電センサ３０は、第１センサの一例である。

第１光電センサ３０は、増幅器３１およびＡＣ結合器３２を介して、データ処理装置４０の演算処理部４１に接続されている。第１光電センサ３０の測定信号は、ＡＣ結合器３２を介して直流成分がカットされ、交流成分が演算処理部４１に入力される。ＡＣ結合器３２はコンデンサでもよい。ハイパスフィルタでもよい。

第２光電センサ３５は、被験者の胸部Ｗ４など心臓に近い位置に取り付けられる。第２光電センサ３５は、第２波長の光を用いて、被験者の動脈Ｗ５の容積変化に応じた第２容積脈波を測定する。第２波長は、第１波長よりも波長が長い。第２波長は、赤外光でもよい。赤外光の波長は、例えば、約７８０ｎｍ〜１ｍｍである。第２波長を第１波長よりも長くすることで、光が被験者Ｗの深部まで到達することから、深部に位置する動脈Ｗ５から容積脈波を検出することが出来る。

第２光電センサ３５は、投光器３５Ａと受光器３５Ｂを備えた、反射型のセンサでもよい。例えば、図４に示すように、投光器３０Ａと受光器３０Ｂを、被験者Ｗの胸部Ｗ４に取り付ける。投光器３５Ａから第２波長の光を出射し、動脈Ｗ５で反射した光を、受光器３５Ｂによって受光することで、動脈Ｗ５の拍動変動に伴う吸光度の変化を血流量の相対変化である容積脈波として測定することが出来る。第２光電センサ３５は、第２センサの一例である。

第２光電センサ３５は、増幅器３６およびＡＣ結合器３７を介して、演算処理部４１に接続されている。第２光電センサ３５の測定信号は、ＡＣ結合器３７を介して直流成分がカットされ、交流成分が演算処理部４１に入力される。ＡＣ結合器３７はコンデンサでもよい。ハイパスフィルタでもよい。

データ処理装置４０は、増幅器２５、３１、３６、ＡＣ結合器２６、３２、３７、演算処理部４１及び記憶部４２を備えている。記憶部４２には、例えば、圧脈波とカフ圧から公知のオシロメトリックス法にしたがって基準となる血圧値を算出するための基準血圧算出プログラムや、カフ圧と圧脈波および容積脈波との関係から血圧値を算出するため血圧値算出プログラム、後述する波形修正処理を実行するためのプログラムなど、各種プログラムが記憶されている。

演算処理部４１は、図２および図３に示すように、タッチパネルなどの操作部１４および液晶ディスプレイなどの表示部１５と接続されており、操作部１４を通じて演算処理部４１への情報の入力や操作が行われ、表示部１５を通じて演算処理結果が表示される。

演算処理部４１は、記憶部４２に記憶された血圧値算出プログラムに基づいて血圧値算出処理を実行し、血圧値を算出する。

以下に、図７に示すフローチャートを参照して、血圧算出処理を説明する。血圧値算出処理は、予備測定と本測定の２つの工程がある。

予備測定では、まず、カフ２０を被験者Ｗの上腕Ｗ１に装着し、カフ圧センサ２１において圧脈波が検出されなくなるまでカフ２０のゴム袋へエアーを供給する。そして、図６の上段に示すように、圧脈波が出現しなくなる時点（カフ圧Ｐが最も高くなった状態）から再び圧脈波が出現しなくなる時点（カフ圧Ｐが最も低くなった状態）までカフ２０を減圧し、図６の中段に示すように、カフ圧センサ２１によって測定された圧脈波を基準圧脈波Ｐｗとして演算処理部４１に入力する（Ｓ１１）。なお、図６における上段のグラフは、カフ圧の時間推移を示すものであって、縦軸が圧力［ｍｍＨｇ］、横軸が時間を示しており、中段のグラフは、カフ圧に対応する圧脈波の時間的推移を示すものであって、縦軸が圧脈波の強度、横軸が時間を示している。

そして、演算処理部４１は、基準圧脈波Ｐｗをもとに血圧算出プログラムに従って、最高血圧値Ｐｓおよび最低血圧値Ｐｄを算出する。また、演算処理部４１は、基準圧脈波Ｐｗが最大振幅となったときのカフ圧Ｐを平均血圧値Ｐｍとして決定する（Ｓ１２）。

一方、被験者Ｗの指Ｗ２において、基準圧脈波Ｐｗの測定時期と同時期、すなわち、基準時において、図６の下段に示すように、第１光電センサ３０によって測定された第１容積脈波Ｖｗが測定され、そのデータが演算処理部４１に入力される（Ｓ１３）。なお、下段のグラフは、カフ圧に対応する基準容積脈波の時間的推移を示すものであって、縦軸が容積脈波の強度、横軸が時間を示している。

そして、基準圧脈波Ｐｗと第１容積脈波Ｖｗとが入力された演算処理部４１は、平均血圧値Ｐｍと最低血圧値Ｐｄとの間における各圧脈波面積（Ｐｗ５からＰｗ９の一拍毎の面積）と、基準圧脈波Ｐｗが最大振幅となったとき（平均血圧値Ｐｍが測定された時）の圧脈波面積（Ｐｗ４における面積）との比率（Ｐｗ５／Ｐｗ４，Ｐｗ６／Ｐｗ４，・・・，Ｐｗ９／Ｐｗ４）を算出する。そして、各比率（Ｐｗ５／Ｐｗ４，Ｐｗ６／Ｐｗ４，・・・，Ｐｗ９／Ｐｗ４）を、対応する容積脈波Ｖｗの面積に乗ずることで、図６の下段のグラフの一点鎖線で示すように、平均血圧から最低血圧まで（Ｍ４からＭ９）の変換容積脈波Ｍｗを算出する（Ｓ１４）。

また、最高血圧値Ｐｓから平均血圧値Ｐｍまで（Ｍ１からＭ３）の変換容積脈波Ｍｗは、平均血圧値Ｐｍが測定された時のカフ圧Ｐ４と、第１容積脈波Ｖｗに対応する各カフ圧Ｐｎとの比率（Ｐ１／Ｐ４，Ｐ２／Ｐ４，Ｐ３／Ｐ４）を算出し、平均血圧値Ｐｍにおける圧脈波面積Ｐｗ４に各カフ圧Ｐｎの比率（Ｐ１／Ｐ４，Ｐ２／Ｐ４，Ｐ３／Ｐ４）を乗ずることで算出する（Ｓ１５）。

変換容積脈波Ｍ４〜Ｍ９は、被験者の動脈をカフで圧迫した状態から減圧する過程で圧脈波が最大となる平均血圧時から前記圧脈波が消滅する最低血圧時までの期間について、圧脈波Ｐｗ４〜Ｐｗ９の面積変化に従って、第１容積脈波Ｖｗの各心拍の脈波面積Ｓｔを変化させた波である。脈波面積Ｓｔは、図１９に示すように、上部脈波面積Ｓ１と下部脈波面積Ｓ２の和（総脈波面積）である。

本測定では、被験者Ｗに第１光電センサ３０と第２光電センサ３５のみを取り付け、第１光電センサ３０の測定信号である第１容積脈波Ｖｗと第２光電センサ３５の測定信号である第２容積脈波Ｖｎを演算処理部４１に入力する（Ｓ１６）。

次に、演算処理部４１は、第１光電センサ３０の第１容積脈波Ｖｗをデータ処理して、各拍について、第１容積脈波Ｖｗの最高レベルＶ１、最低レベルＶ２を、それぞれ算出する（Ｓ１７）。最高レベルＶ１は、ベースレベルＶｂを基準とした、各拍の最高点Ｘ１の脈波レベルであり、最低レベルＶ２は、ベースレベルＶｂを基準とした、各拍の最低点Ｘ２の脈波レベルである。レベルは、信号（容積脈波）の強度である。

演算処理部４１は、Ｓ１７で算出した第１容積脈波Ｖｗの最高レベルＶ１、最低レベルＶ２に基づいて、心拍毎の血圧値を算出する（Ｓ１８）。

具体的には、各拍の最高血圧Ｐｍａｘは、各心拍の最高レベルＶ１に基づいて、（１）式より、求めることが出来る。

また、各拍の最低血圧Ｐｍｉｎは、各心拍の最低レベルＶ２の比率に基づいて、（２）式より、求めることが出来る。

Ｐｍａｘ＝（Ｖ１／Ｖ１ｏ）×Ｐｓ・・・（１式）
Ｐｍｉｎ＝（Ｖ２／Ｖ２ｏ）×Ｐｄ・・・（２式）

Ｖ１ｏは、予備測定にて算出した変換容積脈波Ｍ４の最高レベル（最高点Ｘ１のレベル）である。Ｖ２ｏは、変換容積脈波Ｍ４の最低レベル（最低点Ｘ２のレベル）である。

演算処理部４１は、上記演算を心拍毎に行うことにより、被験者の血圧値（最高血圧値Ｐｍａｘ、最低血圧値Ｐｍｉｎ）を、心拍毎に算出し、その結果を、表示部１５に表示する（Ｓ１９）。

２．第１容積脈波Ｖｗの補正処理
図９は、横軸を時間軸とした、血圧波形である。具体的には、被験者Ｗの状態が、副交感神経が支配的な状態（リラックスしている状態）から交換神経が支配的な状態（交換神経活動が活発な状態）に一時的に遷移した時の第１光電センサ３０の第１容積脈波Ｖｗと第２光電センサ３５の第２容積脈波Ｖｎの波形である。

ＴＡは副交感神経が支配的な期間（リラックスしている状態）、ＴＢは交換神経が支配的な期間（交換神経活動が活発な状態）、ＴＣは副交感神経が支配的な期間（リラックスしている状態）である。こうした状態遷移は、例えば、安静状態の被験者が、強い刺激を受けた場合に起きることがある。

図９に示すように、交感神経が支配的な期間ＴＢは、第１光電センサ３０の第１容積脈波Ｖｗと第２光電センサ３５の第２容積脈波Ｖｎの変化の仕方が逆になっている。具体的には、第１期間Ｔ１において、第１光電センサ３０の第１容積脈波Ｖｗは、各拍の最高点Ｘ１を結ぶ変化直線Ａ１ｗの傾きが負（時間軸に対して低下）であるに対して、第２光電センサ３５の第２容積脈波Ｖｎは、各拍の最高点Ｘ１を結ぶ変化直線Ａ１ｎの傾きが正（時間軸に対して上昇）である。

また、第２期間Ｔ２において、第１光電センサ３０の第１容積脈波Ｖｗは、各拍の最高点Ｘ１を結ぶ変化直線Ａ２ｗの傾きが正（時間軸に対して上昇）であるに対して、第２光電センサ３５の第２容積脈波Ｖｎは、各拍の最高点Ｘ１を結ぶ変化直線Ａ２ｎの傾きが負（時間軸に対して低下）である。

上記現象（２つの容積脈波の増減が逆になる現象）が起きる理由の一つとして、以下がある。強いストレス等により、交感神経活動が活発になったときに、全身抹消静脈血管が一時的に締まって、静脈Ｗ３の血流量が低下する。その一方、静脈血管が締まることにより、動脈Ｗ５の血流量が増加することが考えられる。

本測定中、演算処理部４１は、第１光電センサ３０の第１容積脈波Ｖｗをデータ処理して血圧値を算出するが、上記のように、交感神経活動が活発になって、静脈Ｗ３の血流量が一時的に低下した場合、最低血圧値Ｐｍｉｎを正確に計測できない懸念がある。

つまり、第１光電センサ３０は、ＡＣ結合器３２を介して、演算処理部４１に接続されていることから、測定信号（第１容積脈波Ｖｗ）のうち、交流成分だけが、演算処理部４１に入力される。

静脈Ｗ３の血流量が一時的に減少する第１期間Ｔ１において、本来的には、第１容積脈波Ｖｗの各拍の最低レベルＶ２は減少し、最低血圧値Ｐｍｉｎは低下する筈である。しかし、図９に示すように、各心拍の最低点Ｘ２を結ぶ直線Ｂ１ｗは傾きが正である。そのため、第１容積脈波Ｖｗから求めると、最低血圧値Ｐｍｉｎは上昇し、増減が逆になる。

また、一時的に減少した静脈Ｗ３の血流量が元の状態まで増加する第２期間Ｔ２において、本来的には、第１容積脈波Ｖｗの各拍の最低レベルＶ２は増加し、最低血圧値Ｐｍｉｎは増加する筈である。しかし、図９に示すように、各心拍の最低点Ｘ２を結ぶ直線Ｂ２ｗは傾きが負である。そのため、第１容積脈波Ｖｗから求めると、最低血圧値Ｐｍｉｎは低下し、増減が逆になる。

演算処理部４１は、第１容積脈波Ｖｗの各拍の最低レベルＶ２の誤差を抑えるため、本測定中に、以下の波形修正処理を行う。図１０は、波形修正処理のフローチャートである。波形修正処理は、Ｓ１００〜Ｓ１６０の７つのステップから構成されている。

演算処理部４１は、Ｓ１００にて、第１光電センサ３０から第１容積脈波Ｖｗを取得し、第２光電センサ３５から第２容積脈波Ｖｎを取得する。

演算処理部４１は、Ｓ１１０にて、第１光電センサ３０の第１容積脈波Ｖｗと、第２光電センサ３５の第２容積脈波Ｖｎを比較する。

演算処理部４１は、Ｓ１２０にて、２つの容積脈波Ｖｗ、Ｖｎの変化が逆であるか、否かを判定する。具体的には、第１容積脈波Ｖｗの各心拍の最高点Ｘ１の増減と、第２容積脈波Ｖｎの各心拍の最高点Ｘ２の増減を比較して、２つの容積脈波Ｖｗ、Ｖｎの増減が逆になっている場合、変化は逆と判断する。

演算処理部４１は、Ｓ１３０にて、２つの容積脈波Ｖｗ、Ｖｎの変化パターンを判断する。具体的には、第１容積脈波Ｖｗの各拍の最高点Ｘ１が一時的に低下した後、増加して元の状態に復帰する一方、第２容積脈波Ｖｎの各拍の最高点Ｘ１が一時的に上昇した後、低下して元の状態に復帰するパターンに該当するか判断する。

第１容積脈波Ｖｗと第２容積脈波Ｖｎが上記の変化パターンに該当している場合、演算処理部４１は、補正処理の対象であると判断する。

演算処理部４１は、補正処理の対象であると判断した場合、Ｓ１４０にて、第１期間Ｔ１を対象として、第１補正処理を実行する。

第１補正処理は、図１２に示すように、各心拍の最低点Ｘ２が、時間軸に対して低下するように、第１容積脈波Ｖｗの波形を補正する処理である。

この実施形態では、各心拍の上部脈波面積Ｓ１は変更せず、各心拍の最低点Ｘ２を、時間軸に対して傾きが負（マイナス）の第１補正線Ｃ１ｗ上に移動させることにより、第１容積脈波Ｖｗの波形を補正する。

例えば、第１期間Ｔ１の２拍目の場合、脈波面積Ｓ１は変更せず、最低点Ｘ２を図１１の変化直線Ｂ１ｗ上の点から、第１補正線Ｃ１ｗ上の点に移動することで、波形を補正する。

第１補正線Ｃ１ｗは、第１期間Ｔ１がスタートする直前の最低点Ｘ２ｓを始点とし、時間軸（図１２の横軸）に対して負の傾きを持った直線である。第１補正線Ｃ１ｗの傾きθは、予備測定で算出した変換容積脈波Ｍ４〜Ｍ９から求めたものでもよい。具体的には、平均血圧時の変換容積脈波Ｍ４の最高点Ｘ１と最低血圧時の変換容積脈派Ｍ９の最高点Ｘ１を結ぶ直線Ｄｗの傾きθでもよい（図６参照）。直線Ｄｗは、被験者の血圧が平均血圧から最低血圧に向かう時の容積脈波Ｖｗの変化であることから、静脈Ｗ３の血流量が減少する第１期間Ｔ１において、第１容積脈波Ｖｗを精度よく補正することが出来る。

演算処理部４１は、その後、Ｓ１５０にて、第２期間Ｔ２を対象として、第２補正処理を実行する。

第２補正処理は、図１２に示すように、各心拍の最低点Ｘ２が、時間軸に対して上昇するように、第１容積脈波Ｖｗの波形を補正する処理である。

この実施形態では、各心拍の上部脈波面積Ｓ１は変更せず、各心拍の最低点Ｘ２を、時間軸に対して傾きが正（プラス）の第２補正線Ｃ２ｗ上に移動させることにより、第１容積脈波Ｖｗの波形を補正する。

例えば、第２期間Ｔ２の２拍目の場合、脈波面積Ｓ１は変更せず、最低点Ｘ２を図１１の変化直線Ｂ２ｗ上の点から、第２補正線Ｃ２ｗ上の点に移動することで、波形を補正する。

第２補正線Ｃ２ｗは、第１容積脈波Ｖｗの最高点Ｘ１の増減が反転する反転軸Ｃを中心として、第１補正線Ｃ１ｗと線対称な直線でもよい。

第１補正処理と第２補正処理の実行により、第１容積脈波Ｖｗは、図１１の波形から図１２の波形に補正される。

演算処理部４１は、その後、Ｓ１６０にて、第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２を対象として、補正後の第１容積脈波Ｖｗに基づいて、心拍毎に血圧値を算出する。

具体的には、各心拍について、補正後の第１容積脈波Ｖｗの最高レベルＶ１に基づいて、（１）式より、最高血圧値Ｐｍａｘを算出する。また、補正後の第１容積脈波Ｖｗの最低レベルＶ２に基づいて、（２）式より、最低血圧値Ｐｍｉｎを算出する。

尚、Ｓ１２０でＹＥＳ判定された後、Ｓ１３０でＮＯ判定された場合、測定系に何等かの異常があると考えられるので、Ｓ１７０にて、エラー処理を行う。

図１３は、被験者の神経活動が遷移した時（ＴＡ⇒ＴＢ⇒ＴＣ）の血圧波形を示している。ＰＣ１は動脈部の血圧測定値（閉塞型血圧測定法）、ＰＣ２は抹消静脈部の血圧測定（開放型血圧測定法）である。ＣＣ１は動脈部の最高血圧の変化直線、ＣＣ２は抹消静脈部の最低血圧の変化直線であり、補正後の第１容積脈波Ｖｗに基づいて算出した結果である。

抹消静脈部の最低血圧の変化直線ＣＣ２は、血流量が一時的に減少する第１期間Ｔ１は低下し、一時的に減少した血流量が元の状態まで増加する第２期間Ｔ２は上昇しており、最低血圧の現実の挙動（変化）とほぼ一致する。

３．効果説明
第１光電センサ３０と演算処理部４１を、ＡＣ結合器３２を用いて接続する場合、第１光電センサ３０の測定信号のうち、直流に近い成分（周波数の低い成分）は失われてしまう。そのため、被験者Ｗの血流量が一時的に変化した時に、第１光電センサ３０の測定する第１容積脈波Ｖｗの波形誤差が生じる可能性があった。つまり、血流量が一時的に変化した場合、容積脈波Ｖｗの中央値の変動成分（図１２の直線ＬＣ１、ＬＣ２）が失われ、第１容積脈波Ｖｗの波形誤差が生じる可能性があった。

本発明では、被験者Ｗの血流量が一時的に変化した場合、第１補正処理と第２補正処理を実行して、第１容積脈波Ｖｗの波形を補正する。補正処理の実行により、被験者Ｗの実際の血流量の変化に対する第１容積脈波Ｖｗの波形の乖離を抑えることが出来る。よって、被験者の血流量が一時的に変化する期間について、被験者Ｗの血圧値（最高血圧、最低血圧）を精度よく計測することが出来る。

＜実施形態２＞
図１４は、血圧算出処理のフローチャート図である。実施形態２は、実施形態１に対して血圧算出処理が相違している。

血圧算出処理は、Ｓ１１〜Ｓ２６から構成されている。Ｓ１１〜Ｓ１５までの処理は、実施形態１と共通しているため、Ｓ２１〜Ｓ２６までの処理を主に説明する。

演算処理部４１は、予備測定においてＳ１１〜Ｓ１５の処理を行い、Ｓ１４にて基準平均血圧から最低血圧までの変換容積脈波Ｍ４〜Ｍ９を算出し、Ｓ１５にて、最高血圧から基準平均血圧までの変換容積脈波Ｍ１〜Ｍ３をそれぞれ算出する。

その後、演算処理部４１は、図６に示す最高血圧値Ｐｓから最低血圧値Ｐｄまでの変換容積脈波Ｍｗ（Ｍ１からＭ９）について、図１５に示すように、対応する脈圧（ＰＰ１からＰＰ９）を変換圧ＰＰとして算出する（Ｓ２１）。ここで、図１５は、例えば、循環器系に障害などにより、被験者Ｗの圧脈波が直線的に変化せず凹状となるように二次曲線的に変化している。

そして、この各脈圧ＰＰ（ＰＰ１からＰＰ９）および図６の各カフ圧（Ｐ１からＰ９）を元に各変換容積脈波Ｍｗ（Ｍ１からＭ９）における血圧値（最高血圧値、最低血圧値、平均血圧値）を算出する。そして、これらを変換血圧波形、変換血圧テーブルもしくは変換血圧方程式から算出した変換血圧算出値として記憶部４２に記憶する（Ｓ２２）。なお、変換血圧波形、変換血圧テーブルおよび変換血圧算出値が変換血圧データに相当する。

具体的には、血圧値の算出は、まず、各変換容積脈波（Ｍ１からＭ９）を求め、基準圧脈波Ｐｗによる脈圧（Ｐｓ−Ｐｄ）を変換容積脈波Ｍ１の脈圧（ＰＰ１）として基準比率を算出する。そして、基準比率を各変換容積脈波（Ｍ２〜Ｍ９）に乗ずることで、対応する脈圧（ＰＰ１からＰＰ９）を算出する。

そして、基準圧脈波Ｐｗの測定時における各カフ圧Ｐｎを、図１５に示すＰｓ１からＰｓ９とし、以下の式（１）および（２）より、変換容積脈波Ｍｗ（Ｍ１からＭ９）に対応する最高血圧値（Ｐｓ１からＰｓ９）から最低血圧値（Ｐｄ１からＰｄ９）を算出する。ここで、Ｐｍｎは毎拍の変換容積脈波Ｍｗのｎ番目における平均血圧値、Ｐｓｎは毎拍の変換容積脈波Ｍｗのｎ番目における最高血圧値、Ｐｄｎは毎拍の変換容積脈波Ｍｗのｎ番目における最低血圧値、ＰＰｎは毎拍の変換容積脈波Ｍｗのｎ番目における脈圧とする。

Ｐｍｎ＝Ｐｓｎ−（（ＰＰｎ／３）×２）・・・・（３）
Ｐｄｎ＝Ｐｍｎ−（ＰＰｎ／３）・・・・・・・（４）

そして、例えば、図１５から図１８に示すように、脈圧が最高状態（Ｈ１）における変換血圧波形（図１６参照）、脈圧が最低状態（Ｈ９）における変換血圧波形（図１８参照）、脈圧が最高から最低状態まで変化する過程において基準圧脈波Ｐｗが最大振幅となったとき（Ｈ４）の変換血圧波形（図１７参照）など、各脈圧の変換血圧波形を記憶部４２に記憶する。以上のように予備測定による毎拍の変換容積脈波Ｍｗに対応する血圧値が決定される。

本測定では、被験者Ｗに光電センサ３０のみを取り付け、光電センサ３０によって測定された第１容積脈波Ｖｗを演算処理部４１に入力する（Ｓ２３）。演算処理部４１は、図１９に示すように、入力された第１容積脈波Ｖｗから１心拍毎の脈波面積Ｓｔを、容積脈波の積分値より算出する（Ｓ２４）。脈波面積Ｓｔは上部脈波面積Ｓ１と下部脈波面積Ｓ２の和（総脈波面積）である。下部脈波面積は、第１容積脈波Ｖｗの総脈波面積のうち、２つの最低点Ｘ２を結ぶ直線Ｃ１ｗの下側の面積、上部脈波は上側の面積である。

そして、脈波面積Ｓｔに対応する血圧値（最高血圧値、最低血圧値、平均血圧値）を予備測定によって求めた変換血圧波形もしくは変換血圧テーブルから決定し（Ｓ２５）、連続した血圧値の推移を表示部１５に表示する（Ｓ２６）。

また、演算処理部４１は、本測定中、図１０に示す波形修正処理を実行する。そして、Ｓ１２０、Ｓ１３０でＹＥＳ判定された場合には、第１補正処理と第２補正処理を実行して、補正後の第１容積脈波Ｖｗの脈波面積Ｓｔに基づいて、血圧値を決定する。

このようにすることで、血流量が一時的に変化している期間（図９の期間ＴＢ）、被験者の血圧値を精度よく計測することが出来る。

本実施形態２によると、予備測定において得られた基準圧脈波Ｐｗと、基準圧脈波Ｐｗの測定期間における複数拍の第１容積脈波Ｖｗに基づいて、各カフ圧Ｐｎの変化に対応する脈圧ＰＰｎを算出する。そして、これらの脈圧ＰＰｎを元に変換血圧波形もしくは変換血圧テーブルを決定し、この変換血圧テーブルを参照することで、容積脈波の心拍毎の血圧値（最高血圧値、最低血圧値、平均血圧値）を決定することができる。

例えば、被験者Ｗに循環器系に障害などがあることで、被験者Ｗの圧脈波が直線的に変化せず二次曲線的に変化する場合であっても、平均血圧における圧脈波と平均血圧における容積脈波との比率（図１５の一点鎖線α）などに基づいて被験者の心拍毎の血圧値を算出するものに比べて、血圧値の算出精度を高めることができる。

また、本実施形態によると、予備測定において、圧脈波が出現しなくなるまでカフ圧Ｐが高められた状態から減圧してカフ圧Ｐが最も低くなった状態までの期間において基準圧脈波Ｐｗと第１容積脈波Ｖｗを測定し、変換血圧テーブルを算出しているから、本測定において被験者Ｗの第１容積脈波Ｖｗの変化に併せて血圧値を高精度に求めることができる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）上記実施形態では、第１光電センサ３０によって被験者の静脈から第１容積脈波を測定し、第２光電センサ３５によって被験者の動脈から第２容積脈波を測定する構成にした。被験者の静脈Ｗ３と動脈Ｗ５からそれぞれ容積脈波Ｖｗ、Ｖｎを検出することが出来れば、センサの種類は光電式に限定されない。例えば、被験者の静脈Ｗ３や動脈Ｗ５の近傍に圧力センサを取り付けて容積脈波を検出してもよく、また、超音波センサによる超音波の受信により容積脈波を検出してもよい。さらには、圧電シート、静電シートまたは赤外線カメラ等を用いて容積脈波を検出してもよい。

（２）上記実施形態では、第１光電センサ３０を被験者の手指に取り付けた例を示した。第１光電センサ３０の取り付け場所は、静脈Ｗ３に近い場所であれば、他の部位でもよい。例えば、耳タブに取り付けてもよい。

（３）上記実施形態では、第２光電センサ３５を被験者の胸部に取り付けた例を示した。第２光電センサ３５の取り付け場所は、動脈Ｗ５に近い場所であれば、他の部位でもよい。例えば、上腕などでもよい。

（４）上記実施形態では、第１光電センサ３０は、第１容積脈波Ｖｗの検出光として可視光を用い、第２光電センサ３５は、第２容積脈波Ｖｎの容積脈波の検出光として赤外光を用いた。２つの検出光は、必ずしも異なる波長である必要はなく、同一波長でもよい。

（５）上記実施形態では、第１補正処理にて、各心拍の上部脈波面積Ｓ１は変更せず、各心拍の最低点Ｘ２を、時間軸に対して傾きが負（マイナス）の第１補正線Ｃ１ｗ上に移動させることにより、第１容積脈波Ｖｗの波形を補正した。第１補正処理は、各心拍の最低点Ｘ２が、時間軸に対して低下するように、第１容積脈波の波形を補正するものであれば、別の方法で、補正してもよい。例えば、第１補正線Ｃ１ｗのデータを参照テーブルとして用意しておき、参照テーブルを用いて、各心拍の最低点Ｘ２を、時間軸に対して低下するように、変化させてもよい。第２補正処理についても、同様である。

（６）上記実施形態１では、被験者の各拍の血圧値Ｐの算出方法として、第１容積脈波Ｖｗのレベルを用いた算出方法を説明した。実施形態２では、第１容積脈波Ｖｗの脈波面積Ｓを用いた算出方法を説明した。血圧値Ｐの算出方法は、第１容積脈波Ｖｗに基づいて算出するものであれば、如何様でもよい。

（７）上記実施形態１、２では、第１容積脈波Ｖｗから被験者の各拍の血圧値Ｐを算出して表示した。血圧値Ｐは必ずしも算出する必要はなく、第１容積脈波Ｖｗの推移を表示するようにしてもよい。

１０測定装置
２０カフ
２１カフ圧センサ
３０第１光電センサ（本発明の「第１センサ」の一例）
３５第２光電センサ（本発明の「第２センサ」の一例）
２６、３２、３７ＡＣ結合器
４０データ処理装置
４１演算処理部

Claims

測定装置であって、
被験者の静脈の容積変化に応じた第１容積脈波を測定する第１センサと、
被験者の動脈の容積変化に応じた第２容積脈波を測定する第２センサと、
前記第１センサと前記第２センサに対してＡＣカップリングされた演算処理部と、を備え、
前記演算処理部は、前記第１容積脈波と前記第２容積脈波の２つの容積脈波について、各心拍の最高点の増減が逆になった場合、
前記第１容積脈波の各心拍の最高点が低下し、前記第２容積脈波の各心拍の最高点が上昇する第１期間は、各心拍の最低点が、時間に対して低下するように、前記第１容積脈波の波形を補正する第１補正処理を実行し、
前記第１容積脈波の各心拍の最高点が上昇し、前記第２容積脈波の各心拍の最高点が低下する第２期間は、各心拍の最低点が、時間に対して上昇するように、前記第１容積脈波の波形を補正する第２補正処理を実行する、測定装置。
請求項１に記載の測定装置であって、
前記第１センサは、第１波長の光電センサ、
前記第２センサは、第１波長よりも波長の長い第２波長の光電センサである、測定装置。
請求項１又は請求項２に記載の測定装置であって、
前記第１センサは、被験者の耳タブ又は指に取り付けられ、
前記第２センサは、被験者の胸部に取り付けられる、測定装置。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の測定装置であって、
前記第１補正処理では、時間に対して低下する第１補正線に対して、各心拍の最低点が一致するように、前記第１容積脈波の波形を補正し、
前記第２補正処理では、時間に対して上昇する第２補正線に対して、各心拍の最低点が一致するように、前記第１容積脈波の波形を補正する、測定装置。
請求項４に記載の測定装置であって、
変換容積脈波は、被験者の動脈をカフで圧迫した状態から減圧する過程で圧脈波が最大となる平均血圧時から前記圧脈波が消滅する最低血圧時までの期間について、前記圧脈波の面積変化に従って、前記第１容積脈波の各心拍の脈波面積を変化させた波であり、
前記第１補正線の傾きは、前記変換容積脈波の平均血圧時の最高点と最低血圧時の最高点を結んだ直線の傾きに等しい、測定装置。
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の測定装置であって、
被験者の血管を圧迫するカフと、
前記カフによって圧迫された部分から圧脈波を測定するカフ圧センサを備え、
前記演算処理部は、
カフ圧の変化に伴う前記圧脈波と前記第１容積脈波を同時に測定する予備測定において、複数拍の前記圧脈波からなる基準圧脈波を測定すると共に、前記基準圧脈波を測定する基準時に、各圧脈波に対応する複数の第１容積脈波を測定し、前記基準圧脈波における一拍毎の各圧脈波面積と前記基準圧脈波が最大振幅となったときの圧脈波面積との比率を、対応する前記第１容積脈波の面積に乗ずることで平均血圧値から最低血圧値までの変換血圧データを決定し、かつ、平均血圧値の測定時におけるカフ圧と、複数の前記第１容積脈波に対応する各カフ圧との比率を、平均血圧値の測定時における前記基準圧脈波の圧脈波面積に乗ずることで最高血圧値から平均血圧値までの変換血圧データを決定し、
前記変換血圧データと、前記予備測定後に行われる本測定において得られた前記第１容積脈波と、に基づいて被験者の心拍毎の血圧値を算出する測定装置。
請求項６に記載の測定装置であって、
前記予備測定は、前記圧脈波が出現しないカフ圧にまで高めてから減圧させた期間における前記圧脈波および前記第１容積脈波を測定する、測定装置。