JPH05192305A - 血圧測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生体表面の動脈上を押圧する面圧センサを用
いて動脈内の絶対圧である血圧値を好適な精度で測定し
得る血圧測定装置を提供する。 【構成】 面圧センサの押圧力を漸増させて橈骨動脈を
押し潰す過程で面圧センサから連続的に出力された圧力
信号ＳＭに含まれる各圧脈波の上ピークを結ぶ曲線の第
１直線ａと第２直線ｃとの交点ｅに基づいて最高血圧値
ＳＹＳを測定し、各圧脈波の下ピークを結ぶ曲線の第１
直線ｂと第２直線ｄとの交点ｆに基づいて最低血圧値Ｄ
ＩＡを測定する。交点ｅ，ｆは動脈血管が偏平に押し潰
された時点すなわち面圧センサの押圧力が動脈内圧を僅
かに越えた時点に対応することから、上記ＳＹＳ，ＤＩ
Ａは動脈内の絶対圧を好適に表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は血圧測定装置に関し、特
に、生体表面の動脈上を押圧する面圧センサを用いて血
圧値を測定する血圧測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、生体の一部に巻回された状態
で装着されてその生体の一部を圧迫するためのカフを有
し、そのカフの圧迫圧力を変化させる過程で逐次採取さ
れる脈音信号や脈波信号に基づいて血圧値を非観血的に
測定する血圧測定装置が提供されており、かかる血圧測
定装置によれば観血的に測定された血圧値と近似する血
圧値を測定することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記カ
フを用いた血圧測定装置においては、たとえば、カフに
より生体の一部が全周に亘って比較的強く締め付けられ
ることにより生体が苦痛に感じる場合があった。

【０００４】これに対し、カフを用いることなく、生体
表面の動脈上を押圧する面圧センサを用いてその面圧セ
ンサにより検出される圧脈波に基づいて動脈内の絶対圧
である血圧値を非観血的に測定する血圧測定装置が検討
されているが、測定精度が充分に得られず未だ実用に至
っていない。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであって、その目的とするところは、生体表面の動
脈上を押圧する面圧センサを用いて動脈内の絶対圧であ
る血圧値を好適な精度で測定し得る血圧測定装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は種々検討を重
ねた結果、面圧センサの押圧力を漸次変化させて動脈を
押し潰す過程でその面圧センサから逐次出力される圧力
信号に含まれる各圧脈波の上ピークを結ぶ曲線や下ピー
クを結ぶ曲線のうちの面圧センサの押圧力の変化に伴う
変化が小さい平坦部分を近似的に表す直線と、その曲線
のうちの前記平坦部分から立ち上がる傾斜部分を近似的
に表す直線との交点は、動脈の血管が偏平に押し潰され
た時点すなわち面圧センサの押圧力が動脈内圧を僅かに
越えた時点に好適に対応しているとともに、この交点に
基づいて動脈内の絶対圧である最高血圧値や最低血圧値
を好適に測定し得ることを見い出した。

【０００７】本発明はかかる知見に基づいて為されたも
のであって、その要旨とするところは、図１のクレーム
対応図に示すように、生体の表面の動脈上に押圧される
押圧平面に設けられた圧力検出素子を有し、その動脈か
ら発生する圧脈波を含む圧力信号を出力する面圧センサ
と、その面圧センサの押圧力を調節する押圧力調節手段
とを備え、その面圧センサの押圧力を漸次変化させてそ
の動脈を押し潰す過程でその面圧センサから逐次出力さ
れる圧力信号の大きさとその面圧センサの押圧力との２
次元座標においてその圧力信号に含まれる各圧脈波の上
ピークを結ぶ曲線および下ピークを結ぶ曲線の少なくと
も一方の曲線に基づいて最高血圧値および最低血圧値の
少なくとも一方の血圧値を測定する血圧測定装置であっ
て、(a)前記曲線のうちの前記面圧センサの押圧力の変
化に伴う変化が小さい平坦部分を近似的に表す第１直線
を決定する第１直線決定手段と、(b) 前記曲線のうちの
前記平坦部分から立ち上がる傾斜部分を近似的に表す第
２直線を決定する第２直線決定手段と、(c) 前記第１直
線決定手段により決定された第１直線と前記第２直線決
定手段により決定された第２直線との交点に基づいて前
記血圧値を決定する血圧値決定手段とを含むことにあ
る。

【０００８】

【作用および発明の効果】かかる構成の本発明の血圧測
定装置においては、生体内の動脈を押圧する面圧センサ
の押圧力を漸次変化させてその動脈を押し潰す過程でそ
の面圧センサから逐次出力される圧力信号の大きさと面
圧センサの押圧力との２次元座標において、その圧力信
号に含まれる各圧脈波の上ピークを結ぶ曲線および下ピ
ークを結ぶ曲線の少なくとも一方の曲線のうちの面圧セ
ンサの押圧力の変化に伴う変化が小さい平坦部分を近似
的に表す第１直線が第１直線決定手段により決定される
とともに、前記曲線のうちの前記平坦部分から立ち上が
る傾斜部分を近似的に表す第２直線が第２直線決定手段
により決定される。そして、血圧値決定手段により、前
記第１直線と前記第２直線との交点に基づいて最高血圧
値および最低血圧値の少なくとも一方の血圧値が測定さ
れる。このようにして測定された血圧値は動脈内の絶対
圧を好適に表すものであるため、従来のようにカフの圧
迫により生体に苦痛を感じさせることなく、面圧センサ
を用いて動脈内の絶対圧である血圧値を好適な精度で測
定し得る血圧測定装置が提供される。この場合におい
て、面圧センサは生体表面の動脈上を局部的に押圧する
ものであってカフのように生体の一部を全周に亘って強
く締め付けるものではないため、面圧センサの押圧を生
体が苦痛に感じることは殆どないのである。

【０００９】上述のように本考案の血圧測定装置によれ
ば、面圧センサを用いて前記曲線における第１直線と第
２直線との交点から動脈内の絶対圧である血圧値を好適
な精度で測定することができるので、カフを用いること
なく、面圧センサからの圧力信号に基づいて１拍毎に血
圧値を測定する連続血圧測定装置を構成することもでき
る。すなわち、前記交点から測定された最高血圧値およ
び最低血圧値と、面圧センサの押圧力を所定の押圧力に
設定した後に検出された圧力信号に含まれる圧脈波の上
ピーク値および下ピーク値とに基づいて血圧値と圧脈波
との間の関係を求め、その関係から前記設定された押圧
力で逐次検出される圧脈波に基づいて１拍毎に血圧値を
測定するのである。かかる非観血型連続血圧測定装置に
よれば、たとえば本出願人が先に出願して公開された実
開平１−１６１７０７号公報に記載されているように、
脈波センサ（面圧センサ）からの圧脈波の１拍毎に測定
される血圧値をカフにより測定された血圧値に基づいて
校正する必要がないので、カフおよびそのカフの圧迫圧
力を調節する圧迫圧力調節手段などが不要となり、これ
により、カフの圧迫により生体に与える苦痛が解消され
るのに加えて、装置を小型化し得かつ装置のコストを低
減し得るなどの効果が得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１１】図２は、本発明の血圧測定装置の一例を示
す図であって、血圧値を圧脈波の１拍毎に連続的に測定
する連続血圧測定装置として構成されている。図におい
て、１０は有底円筒状を成すハウジングであり、その開
口端が人体の体表面１２に対向する状態で装着バンド１
４により手首１６に着脱可能に取り付けられるようにな
っている。ハウジング１０の内部には、ダイヤフラム１
８を介して面圧センサ２０が相対移動可能かつハウジン
グ１０の開口端からの突出し可能に設けられており、こ
れらハウジング１０、ダイヤフラム１８、および面圧セ
ンサ２０によって圧力室２２が形成されている。この圧
力室２２内には、流体供給源２４から調圧弁２６を経て
圧力エア等の圧力流体が供給されるようになっており、
これにより、面圧センサ２０は圧力室２２内の圧力に応
じた押圧力で前記体表面１２に押圧される。

【００１２】上記面圧センサ２０は、たとえば、単結晶
シリコン等から成る半導体チップの押圧平面２８に感圧
ダイオード等の圧力検出素子（図示せず）が一方向に複
数個配列されて成るものであって、その圧力検出素子の
配列方向が橈骨動脈３２と略直交する状態で体表面１２
の橈骨動脈３２上に押圧されることにより、橈骨動脈３
２から発生して体表面１２に伝達される圧脈波を含む圧
力信号ＳＭを検出し、その圧力信号ＳＭを図示しないＡ
／Ｄ変換器を介して制御装置３４へ供給する。なお、上
記圧力検出素子の大きさおよび間隔は、橈骨動脈３２の
直上部に複数のものが位置し得るように設定されてい
る。

【００１３】上記制御装置３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、およびＩ／Ｏポート等を備えた所謂マイクロコン
ピュータにて構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに予め
記憶されたプログラムに従ってＲＡＭの記憶機能を利用
しつつ信号処理を実行し、Ｉ／Ｏポートから調圧弁２６
へ駆動信号ＳＤを出力して圧力室２２内の圧力を調節
し、圧力室２２内の圧力を漸増させる過程で圧力信号Ｓ
Ｍを連続的に検出するとともに、面圧センサ２０の複数
の圧力検出素子のうちから決定した最適圧力検出素子に
より圧力室２２内の圧力の変化過程で得られた圧力信号
ＳＭに含まれる各圧脈波の上ピークを結ぶ曲線および下
ピークを結ぶ曲線に基づいて最高血圧値ＳＹＳおよび最
低血圧値ＤＩＡを測定する。また、ＣＰＵは、ＲＯＭに
予め記憶されたプログラムに従って、面圧センサ２０の
押圧力の最適押圧力を決定し且つその最適押圧力にホー
ルドするとともに、その最適押圧力において前記最適圧
力検出素子にて検出された圧力信号に含まれる圧脈波の
最高値および最低値と前記曲線に基づいて測定された最
高血圧値ＳＹＳおよび最低血圧値ＤＩＡとに基づいて圧
脈波と血圧値との間の関係を求める一方、この関係か
ら、最適押圧力において最適圧力検出素子により逐次検
出される圧脈波に基づいて１拍毎に最高血圧値および最
低血圧値などの血圧値を決定し、Ｉ／Ｏポートから表示
記録信号ＳＩを出力してその決定した血圧値を表示・記
録装置３６に逐次表示・記録させる。本実施例において
は、上記流体供給源２４、調圧弁２６、および制御装置
３４などが押圧力調節手段を構成している。

【００１４】以下、本実施例の血圧測定装置の作動を図
３に示すフローチャートに従って説明する。

【００１５】まず、ステップＳ１では、調圧弁２６が制
御されて圧力室２２内の予め定められた緩やかな一定速
度での昇圧が開始される。続くステップＳ２では、圧力
信号ＳＭが読み込まれて圧脈波が１拍検出されたか否か
が判断される。圧脈波が１拍検出されると、ステップＳ
３においてその検出された圧脈波を含む圧力信号ＳＭお
よびそのときの圧力室２２内の圧力Ｐがそれぞれ記憶さ
れた後、ステップＳ４が実行される。このステップＳ４
では、圧力室２２内の圧力Ｐが予め定められた目標圧力
Ｐｍ（たとえば２００mmHg程度の圧力）に達したか否か
が判断される。この判断が否定された場合には、ステッ
プＳ２乃至ステップＳ４が繰り返し実行されるが、肯定
された場合には、ステップＳ５が実行される。

【００１６】上記ステップＳ５では、圧力室２２内の昇
圧が停止された後、たとえば、圧力室２２内の昇圧過程
において最大振幅の圧脈波が検出されたときの圧力室２
２内の圧力Ｐが面圧センサ２０の最適押圧力に対応する
圧力として決定されて、面圧センサ２０の押圧力がその
最適押圧力にホールドされる。続くステップＳ６では、
たとえば、面圧センサ２０の複数の圧力検出素子のうち
で最大振幅の圧脈波を検出したものが最適圧力検出素子
として決定される。ここで、図４は、圧力室２２内の昇
圧過程において最適圧力検出素子により検出された各圧
脈波の、上ピークを結ぶ曲線（以下、上ピーク曲線とい
う）、下ピークを結ぶ曲線（以下、下ピーク曲線とい
う）、および振幅変化曲線の一例を示す図である。図４
において、横軸は脈波センサ２０の押圧力、縦軸は圧力
信号ＳＭの大きさおよび振幅をそれぞれ示し、縦軸の圧
力信号ＳＭの大きさおよび振幅は圧力単位（mmHg) で表
されている。

【００１７】次に、ステップＳ７では、図４に示すよう
に、上記上ピーク曲線のうちの押圧力変化に伴う変化が
小さい平坦部分を近似的に表す第１直線ａが決定され、
かつ上記下ピーク曲線のうちの押圧力変化に伴う変化が
小さい平坦部分を近似的に表す第１直線ｂが決定され
る。また、ステップＳ８では、上記上ピーク曲線のうち
の前記平坦部分から立ち上がる傾斜部分を近似的に表す
第２直線ｃが決定されるとともに、上記下ピーク曲線の
うちの前記平坦部分から立ち上がる傾斜部分を近似的に
表す第２直線ｄが決定される。図４において、上ピーク
曲線および下ピーク曲線は第２直線ｃ，ｄ側において高
圧となるに従って互いに収束しており、このような収束
が現れる場合には、通常、橈骨動脈３２が偏平に押し潰
されていることを表している。続くステップＳ９では、
上記上ピーク曲線の第１直線ａと第２直線ｃとの交点ｅ
（図４参照）における圧力信号ＳＭの大きさが最高血圧
値ＳＹＳとして決定されるとともに、上記下ピーク曲線
の第１直線ｂと第２直線ｄとの交点ｆ（図４参照）にお
ける圧力信号ＳＭの大きさが最低血圧値ＤＩＡとして決
定される。本実施例においては、上記ステップＳ７が第
１直線決定手段に、上記ステップＳ８が第２直線決定手
段に、上記ステップＳ８が血圧値決定手段にそれぞれ対
応する。

【００１８】次に、ステップＳ１０では、前記最適押圧
力において前記最適圧力検出素子により圧脈波が１拍検
出され且つその圧脈波の最高値および最低値すなわち圧
脈波の上ピークおよび下ピークにおける圧力信号ＳＭの
大きさがそれぞれ決定されるとともに、それら最高値お
よび最低値とステップＳ９で決定された最高血圧値ＳＹ
Ｓおよび最低血圧値ＤＩＡとに基づいて圧脈波（圧力信
号ＳＭの大きさ）と血圧値との間の関係が決定される。

【００１９】このようにして圧脈波と血圧値との関係が
求められると、この関係を用いて圧脈波の１拍毎に連続
的な血圧測定が開始される。すなわち、ステップＳ１１
では、圧力信号ＳＭが読み込まれて圧脈波が１拍検出さ
れたか否かが判断される。１拍検出された場合には、ス
テップＳ１２においてその検出された圧脈波の最高値お
よび最低値が決定された後、ステップＳ１３においてそ
の決定された圧脈波の最高値および最低値に基づいて前
記関係から最高血圧値および最低血圧値が決定されると
ともに、ステップＳ１４においてその決定された血圧値
が表示・記録装置３６に表示・記録される。続くステッ
プＳ１５では、予め定められた一定時間（たとえば１５
分程度の時間）を経過したか否かが判断され、この判断
が否定された場合には上記ステップＳ１１乃至ステップ
Ｓ１５が繰り返し実行されることにより、前記関係を用
いて圧脈波の１拍毎に血圧値の測定が行われる。一方、
ステップＳ１５の判断が肯定された場合には、ステップ
Ｓ１６において圧力室２２内が排圧された後、上記ステ
ップＳ１に戻されることにより、再び上述のようにし
て、前記上ピーク曲線，下ピーク曲線による血圧値ＳＹ
Ｓ，ＤＩＡが新たに決定され且つ前記関係が更新された
後、その更新された関係を用いて圧脈波の１拍毎に血圧
値の測定が行われることとなる。

【００２０】上述のように本実施例によれば、面圧セン
サ２０の押圧力を漸増させて橈骨動脈３２を押し潰す過
程でその面圧センサ２０から連続的に出力された圧力信
号ＳＭに含まれる各圧脈波の上ピーク曲線の第１直線ａ
と第２直線ｃとの交点ｅに基づいて最高血圧値ＳＹＳが
測定されるとともに、各圧脈波の下ピーク曲線の第１直
線ｂと第２直線ｄとの交点ｆに基づいて最低血圧値ＤＩ
Ａが測定される。上記交点ｅ，ｆは、橈骨動脈３２の血
管が偏平に押し潰された時点すなわち面圧センサ２０の
押圧力が橈骨動脈３２の内圧を僅かに越えた時点に対応
するものであって、それら交点ｅ，ｆに基づいて決定さ
れた血圧値ＳＹＳ，ＤＩＡは橈骨動脈３２内の絶対圧を
好適に表すものであるため、従来のようにカフの圧迫に
より人体に苦痛を感じさせることなく、面圧センサ２０
を用いて橈骨動脈３２内の絶対圧である血圧値を好適な
精度で測定することができる。この場合において、面圧
センサ２０は体表面１２の橈骨動脈３２上を局部的に押
圧するものであってカフのように生体の一部を全周に亘
って強く締め付けるものではないため、面圧センサ２０
の押圧を人体が苦痛に感じることは殆どないのである。

【００２１】また、本実施例によれば、上記上ピーク曲
線，下ピーク曲線から測定された比較的精度の良い血圧
値ＳＹＳ，ＤＩＡに基づいて血圧値と圧脈波との関係を
求め、その関係を用いて圧脈波の１拍毎に血圧値を好適
に測定することができるので、従来のようにカフを用い
て測定した血圧値に基づいて血圧値と圧脈波との関係を
求める必要がなくなってカフやそのカフの圧迫圧力を調
節する圧迫圧力調節手段などが不要となることから、非
観血型連続血圧測定装置を小型化することができ且つそ
の装置のコストを好適に低減することができる。

【００２２】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。

【００２３】たとえば、前記実施例では、最適圧力検出
素子による圧脈波の上ピーク曲線の第１直線ａと第２直
線ｃとの交点ｅおよび下ピーク曲線の第１直線ｂと第２
直線ｄとの交点ｆとに基づいて最高血圧値ＳＹＳおよび
最低血圧値ＤＩＡが測定され、それらの血圧値に基づい
て圧脈波と血圧値との関係が求められているが、必ずし
もその必要はなく、たとえば、最適圧力検出素子の両隣
の２つの圧力検出素子についても同様にして最高血圧値
ＳＹＳおよび最低血圧値ＤＩＡをそれぞれ測定し、それ
ら３つの圧力検出素子による最高血圧値ＳＹＳの平均値
および最低血圧値ＤＩＡの平均値に基づいて前記関係を
求めるようにしてもよい。

【００２４】また、本実施例によれば、上記上ピーク曲
線および下ピーク曲線から測定された最高血圧値ＳＹＳ
および最低血圧値ＤＩＡと最適押圧力において検出され
た圧脈波の最高値および最低値とに基づいて血圧値と圧
脈波との関係が決定されているが、必ずしもその必要は
なく、たとえば、上記ピーク曲線からＳＹＳおよびＤＩ
Ａの何れか一方を測定するとともに最適押圧力で検出さ
れた圧脈波の波形面積の重心に基づいて平均血圧値ＭＥ
ＡＮを決定し、それらＳＹＳおよびＤＩＡの一方とＭＥ
ＡＮとに基づいて前記関係を決定するように構成するこ
ともできる。

【００２５】また、前記実施例では、面圧センサ２０を
用いて測定された絶対圧としての血圧値に基づいて求め
た圧脈波と血圧値との関係から圧脈波の１拍毎に血圧値
を測定する連続血圧測定装置について説明したが、絶対
圧としての血圧値だけを測定する血圧測定装置であって
もよい。この場合において、最高血圧値および最低血圧
値の一方だけを測定するようにしてもよい。

【００２６】また、前記実施例において、圧脈波の上ピ
ーク曲線と下ピーク曲線とが高圧側で収束しているか否
かを判断するステップを設け、収束している場合におい
てのみ血圧測定を行うように構成することもできる。こ
のようにすれば、橈骨動脈３２が手首１６のたとえば深
さ方向に逃げて偏平に押し潰されていない場合などにお
いて、不正確な血圧測定が行われるのを防止することが
できる利点がある。

【００２７】また、前記実施例では、面圧センサ２０の
最適圧力検出素子は複数の圧力検出素子のうちの最大振
幅の圧脈波を検出したものが選択されているが、必ずし
もその必要はなく、たとえば、圧力室２２内の昇圧を開
始した時点で検出された圧脈波の基線レベルと所定圧ま
で昇圧した時点で検出された圧脈波の基線レベルとの差
が最も小さい圧力検出素子を最適圧力検出素子として選
択するようにしてもよい。

【００２８】また、前記実施例では、面圧センサ２０の
圧力検出素子は複数設けられているが、単一の圧力検出
素子が設けられている場合であっても、本発明を適用す
ることにより前述の実施例と略同様の効果を得ることが
可能である。

【００２９】また、前記実施例では、圧力室２２内の昇
圧過程で得られる圧力信号ＳＭに基づいて最高血圧値Ｓ
ＹＳおよび最低血圧値ＤＩＡが決定されているが、圧力
室２２内の降圧過程で得られる圧力信号ＳＭに基づいて
それらの血圧値を決定するようにしても差し支えない。

【００３０】また、前記実施例では、面圧センサ２０は
橈骨動脈３２上に押圧されているが、橈骨動脈以外の他
の動脈、たとえば足背動脈に押圧されてもよい。

【００３１】その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範
囲において種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図である。

【図２】本発明の血圧測定装置の一例を示す図であっ
て、構成を示す図である。

【図３】図２の装置の作動を説明するためのフローチャ
ートである。

【図４】図３のフローチャートにおいて面圧センサの押
圧力を漸増させる過程で最適圧力検出素子にて連続的に
検出された圧力信号ＳＭに含まれる各圧脈波の上ピーク
曲線および下ピーク曲線などの一例を示す図である。

【符号の説明】

１２ 体表面 ２０ 面圧センサ ｛２４ 流体供給源、２６ 調圧弁、３４ 制御装置｝
押圧力調節手段 ２８ 押圧平面 ３２ 橈骨動脈 ステップＳ７ 第１直線決定手段 ステップＳ８ 第２直線決定手段 ステップＳ９ 血圧値決定手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体の表面の動脈上に押圧される押圧平
   面に設けられた圧力検出素子を有し、該動脈から発生す
   る圧脈波を含む圧力信号を出力する面圧センサと、該面
   圧センサの押圧力を調節する押圧力調節手段とを備え、
   該面圧センサの押圧力を漸次変化させて該動脈を押し潰
   す過程で該面圧センサから逐次出力される圧力信号の大
   きさと該面圧センサの押圧力との２次元座標において該
   圧力信号に含まれる各圧脈波の上ピークを結ぶ曲線およ
   び下ピークを結ぶ曲線の少なくとも一方の曲線に基づい
   て最高血圧値および最低血圧値の少なくとも一方の血圧
   値を測定する血圧測定装置であって、 前記曲線のうちの前記面圧センサの押圧力の変化に伴う
   変化が小さい平坦部分を近似的に表す第１直線を決定す
   る第１直線決定手段と、 前記曲線のうちの前記平坦部分から立ち上がる傾斜部分
   を近似的に表す第２直線を決定する第２直線決定手段
   と、 前記第１直線決定手段により決定された第１直線と前記
   第２直線決定手段により決定された第２直線との交点に
   基づいて前記血圧値を決定する血圧値決定手段とを含む
   ことを特徴とする血圧測定装置。