JPS595296B2 - 間接的連続血圧測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は血圧を間接的手段により連続的に測定できる
ようにした間接的連続血圧測定装置に関するものである
。

周知のように従来一般の血圧測定装置は適当な動脈、例
えば腕の動脈に外部から圧力を加えるとその圧力が最高
血圧以上ならばこの動脈に血流がなくなり、最高血圧と
最低血圧との中間にあればこの動脈に圧着した血流音検
出器に血流音が検出され、また加圧力が最低血圧より低
くなれば血流は存在しても血流音は生じないかまたは極
めて微弱となることを利用して、最高血圧、最低血圧の
何れか一方を連続的に測定する装置である。

しかし上記のような血圧測定装置においては、最高血圧
、最低血圧のうち何れか一方しか連続的に測定を行うこ
とができず、最高、最低血圧を共に同時に測定を行いた
い場合の要求を満足することができなかった。

また最高、最低血圧の同時測定のみならず血圧波形の全
変動状態を記録することは、医学上きわめて利用範囲が
広く、従来このような血圧測定装置は要望されながらも
この要望に答える装置がみあたらなかった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、最高、最
低血圧は勿論のこと血圧の全脈動的変化をも簡単に測定
することのできる間接的連続血圧測定装置を提供するこ
とを目的とするものであり、指などの被測定部位の挿入
孔を設けて流体を満した剛体ナヤンバと、上記挿入孔に
挿入した指などの被測定部位における血管の血圧脈動的
変化に伴なって変動する容積の変化を検出する検出回路
と、上記検出回路からの信号を受けて所定の基準値と比
較して正負の信号を出力する比較回路と、この比較回路
からの出力信号に基づいて制御信号を出力する制御回路
と、この制御回路からの出力信号に基づいて上記容積が
定められた一定の容積となるように上記流体を加減圧す
る容積制御操作部とを具備してなり、上記容積制御操作
部により上記容積を定められた一定の容積に制御して、
そのときの上記流体の圧力を血圧として測定するように
したことを特徴とするものである。

以下、この発明について詳細に説明する。

まず、この発明の装置による血圧測定の原理について説
明すると、この発明の装置は容積補償法によって血圧測
定を行う装置である。

容積補償法による血圧測定は、生体外から血管に外圧を
加え、脈動する血管内容積を一定に保つことで生体外圧
と血管内圧すなわち血圧を平衡させ、この状態を維持し
て外圧を測定することにより血圧の連続測定を行うもの
である。

この血圧測定法は次の知見に基づくものである。

すなわち、血管内容積Ｖ（外圧Ｐｃを加えない状態では
遂次変化している）を常に血管壁が無負荷状態（自然状
態）のときの血管内容積Ｖｏに一致させるように外圧Ｐ
ｃを制御すれば、その制御外圧Ｐｃは血管内圧ｐｂと常
に一致する。

したがって、外圧Ｐｃを上記のように制御して同外圧Ｐ
ｃを測定すれば、血管内圧ｐｂすなわち血圧を連続的に
測定することができる。

この場合、平均外圧■を負荷しながら血管内容積変化△
Ｖを計測すると、■（平均外圧）−「π（平均血管内圧
）の時点で△■は最大値（△ＶＭ）を示し、このときの
平均血管内容積ＶはＶｏと一致する。

したがって、この状態”ｉｍＶＭを打ち消すように外圧
△Ｐｃを負荷すれば、全外圧Ｐｃ（＝Ｐｃ±△Ｐｃ）は
血管内圧Ｐｂ（＝ｐｂ±△Ｐｂ）と常に平衡し、血管は
初期状態の内容積Ｖｏに保持され、外圧Ｐｃを測定する
ことにより血管内圧ｐｂすなわち血圧を連続的に測定す
ることができる。

以下この発明を図面を参照して説明する。

まず連続血圧測定装置についての概略を第１図を参照し
て説明する。

図中１は剛体により成形されている剛体チャンバであり
、このチャンバ１には指挿入孔２が設けられ、この指挿
入孔２には指３（被測定部位）が挿入されている。

上記チャンバ１には水などの流体４が満たされている。

図中５は指容積検出回路（指プレチスモグラフ）であり
、指動脈から流入する血流の変化に伴う脈波と指面管床
の血液量（単位あたりの血管内容積）を検出する回路で
ある。

この検出は後述する光電脈波法などによって行うととも
にこの検出結果を記録する。

上記指容積検出回路５の出力である容積脈波信号は比較
回路６に送られる。

上記比較回路６では容積脈波信号をあらかじめ基準値に
設定された電圧と比較して、この基準値よりも電圧が高
い場合には正の信号を、低い場合には負の信号を出力す
る。

この正負の出力信号は比例回路、微分回路、積分回路な
どから構成されている補償回路７（制御回路）に送られ
て指容積制御動作の制御性能を向上させ、スイッチ８を
介して操作部駆動用増幅器９に送られる。

スイッチ８は単位あたりの指容積を一定にす′−ポコン
トロールして、すなわち単位あたりの血管内容積を一定
にサーボコントロールして血圧測定を行うか（スイッチ
８、ＯＮ）、または血管内容積変化に対応する指容積変
化（指プレナスモダラム）のみを検出するか（スイッチ
８゜０ＦＦ）を選択するために設けられたスイッチであ
る。

操作部１駆動用増幅器９では上記信号を受けて、出力信
号を指容積制御操作部１０に送る。

指容積制御操作部１０では上記比較回路６からの指令に
従って正の信号の場合は上記流体４を加圧せ、負の信号
の場合は上記流体４を減圧する。

この装置により血圧の測定を行うには、まずスイッチ８
を開とし、図示しない信号発生器から任意に可変、設定
できる基準発生信号を指容積制御操作部１０に与えて流
体４を加減圧し、血管外圧を任意に可変、設定する。

このようにすると、指容積検出回路５からは、血管内容
積信号に重畳して脈波信号が検出される。

ここで、容積信号に重畳した脈波成分振幅が最大となる
時点の容積信号の平均値がサーボ目標値であり、この時
点の流体４の圧力、すなわち外圧がサーボ初期圧として
設定される。

その後、スイッチ８を閉じて検出回路５から得られる容
積脈波信号に基づいて指容積制御操作部１０を動作させ
る。

すなわち、容積脈波信号を比較回路６でサーボ目標値（
基準値）と比較し、その比較結果に基づいて指容積制御
操作部１０を動作させる。

指容積制御操作部１０は、流体４を加減圧し、最終的に
血管内容積をサーボ目標値と一致させる。

このとき、容積制御により目標値にクランプするために
必要な外圧変化は血管内圧変化と常に一致し、したがっ
て外圧、すなわち流体４の圧力を測定することにより血
管内圧、すなわち血圧を連続的に測定することができる
。

第２図はこの発明の一実施例を示す図であり、第１図と
同一部分については同一符号を付しである。

図中６ａは基準電圧（サーボ目標値）を設定するために
設けられた可変抵抗であり、６ｂは比較回路６より出力
された信号を制御回路７に送る前にその電圧を表示する
ための表示用メータであり、切替スイッチ６ｃによって
切替え接続される。

また図中７ａは積分動作を行なわせる積分回路であり、
７ｂは微分動作を行なわせる微分回路である。

剛体チャンバ１は光遮蔽材により形成されたものである
。

このチャンバ１の指挿入孔２には剛性のない薄膜により
成形された指挿入部材１１が装着されており、このため
指２を挿入した際、流体４との直接の接触が避けられる
。

このチャンバ１の外壁端部には蓋体１４が螺装されてい
る。

さらにこの蓋体１４とチャンバ１との間には指が挿入さ
れるように多数の切れ目が形成されるとともに、光を遮
蔽するため黒色に着色されたカバー１３が挾持されてい
る。

チャンバ１の上壁１５には流体４の内圧を測定するため
の測定孔１６が設けられ測定された内圧はレコーダによ
り自動的に記録されるようになっている。

また上壁１５の他端寄り部分には気泡除去孔１Ｔが設け
られ、流体４の封入時に封入した気泡を除去できるよう
になっている。

そしてチャンバ下壁１８にはチャンバ１内に満たされた
流体４を排水するためのドレイン孔１９が設けられてお
り、さらに下壁内壁面には挿入された指を載置するため
の指載置台２０．２０が設けられている。

さらに上壁１５の中央部には光源取付孔２１ａが形成さ
れ、この孔２１ａに赤色発光素子２１を取り付けてから
被測定指に光（６００〜７００ｎｍ）を照射し、上記指
挿入部材１１の内壁で上記孔２１ａと対向位置に固着さ
れた光電素子２２によって透過光量を測定する。

赤色発光素子２１ａ、光電素子２２は光電脈波検出装置
４２を構成している。

この光電脈波検出装置４２は指容積検出回路５の一部を
構成するものであって、光電脈波法によって脈波と指面
管床の血液量（単位あたりの血管内容積）を検出するも
のである。

すなわち、血液（赤血球）に含まれるヘモグ爾ビンは可
視光領域に強い吸収帯を持っていることが知られている
。

したがって、血液の吸収スペクトルの可視光域でのこの
ような特異性を利用すれば、血液量の変化に伴う透過光
量を検出することによって上記の検出を行うことができ
るのである。

かくして、上記の透過光は上記指の血液容積変化に伴な
って増減するため光電脈波検出装置４２に接続された指
容積検出回路５の交流ブリッジによって容積脈波及び指
面管床の血液量が検出されることになる。

なお上記光電脈波検出装置４２を横方向に移動可能に構
成しておけば指の各部所における指容積脈波及び指面管
床の血液量を検出することができる。

上記指挿入部材１１の先端には固定板２３が設けられ、
この固定板２３は支持条２４によって支持されている。

さらに固定板２３の後部にはアルミ材などによって網目
状に成形された緩衝材（フィルタ）２５が介装されてい
る。

また、チャンバ１の他端部にはその内部が緩衝材２５を
介して同チャンバ１内と連通ずるようにベローズ２６の
一端が固定されており、ベローズ２６の他端にはその開
口部を塞ぐように振動板２７が固定されている。

振動板２７の後部には力楕償用バネ２８が介装され、こ
のバネ２８を挿通して上記振動板２７に連動部材２９が
当接するように介装され、この連動部材２９は振動発生
器４１に連結されている。

振動発生器４・１は、第３図に示されるように断面（字
状に形成されたヨーク３０にマグネット３１を装着し、
このマグネット３１の先部に環状の駆動コイル３２を配
装して、さらに上記ヨーク３０には開口部３３を有する
枠３４を固定するとともに取付ネジ３５．３５を取付け
て板バネ３６゜３６の一端を装着し、この板バネ３６．
３６の他端を上記枠３４の開口部３３に出没可能に内装
された振動テーブル３７の側壁にそれぞれ取付けてなる
ものである。

この構成において、上記ベローズ２６、振動板２７、バ
ネ２８、連動部材２９、振動発生器４１は指容積制御操
作部１０を構成している。

この指容積制御操作部１０において、上記駆動コイル３
２は比較回路６より出力された正、負の信号に基づいて
振動テーブル３７を振動させるものである。

この振動テーブル３７の先端は上記連動部材２９に連結
されているため、この振動テーブル３７の振動は連動部
材２９に伝達され、上記振動板２７を振動させてベロー
ズ２６を伸縮させる。

したがってこの際チャンバ１およびベローズ２６内に満
たされた流体４は加圧または減圧される。

なお、上記指容積制御操作部１０は基台３８にボルトに
よって固定され、この基台３８上に置かれた支持台３９
，３９によって上記ナヤンバ１及び指容積制御操作部１
０が支持されている。

さらに基台３８上には手固定台４０が設けられており、
指挿入孔２に挿入された指３が動かないように手を固定
するものである。

かくしてこの装置は、前述したようにスイッチ８を操作
してサーボ目標値の設定を行ったのち検出回路５の出力
に基づいて指容積制御操作部１０を動作させ、流体４を
加減圧して指の血管内容積を一定にし、この状態で流体
４の圧力を測定孔１６から測定して血圧の測定を行うも
のである。

なお上記実施例においては血圧を測定するために指を使
用したが、この発明はこれに限定されず、人体の他の部
所を測定してよいことは勿論である。

以上説明したように、本発明は、指などの被測定部位の
挿入孔を設けて流体を満たした剛体チャンバと、上記挿
入孔に挿入した指などの被測定部位における血管の血圧
脈動的変化に伴なって変動する容積の変化を検出する検
出回路と、上記検出回路からの信号を受けて所定の基準
値と比較して正負の信号を出力する比較回路と、この比
較回路からの出力信号に基づいて制御信号を出力する制
御回路と、この制御回路からの出力信号に基づいて上記
容積が定められた一定の容積となるように上記流体を加
減圧する容積制御操作部とを具備してなり、上記容積制
御操作部により上記容積を定められた一定の容積に制御
して、そのときの上記流体の圧力を血圧として測定する
ようにしたことを特徴としている。

従って剛体チャンバ内に満たされた流体圧力は指などの
動脈血圧と同圧力になるため、この流体の圧力を測定す
ることにより最高、最低血圧は勿論のこと血圧の全脈動
的変化をも簡単に測定することが可能となり、基礎医学
は勿論のこと臨床医学、産業医学上数多くの利用に供せ
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による連続血圧測定装置の概略説明図
、第２図はこの発明の一実施例を示す回路図とチャンバ
及び振動発生器の断面図、第３図は振動発生器の断面図
である。 １・・・・・・チャンバ、２・・・・・・挿入孔、３・
・・・・・指、４・・・・・・流体、５・・・・・・指
容積検出回路、６・・・・・・比較回路、７・・・・・
・制御回路、１０・・・・・・指容積制御操作部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 指などの被測定部位の挿入孔を設けて流体を満たし
   た剛体ナヤンバと、上記挿入孔に挿入した指などの被測
   定部位における血管の血圧脈動的変化に伴って変動する
   容積の変化を検出する検出回路と、上記検出回路からの
   信号を受けて所定の基準値と比較して正負の信号を出力
   する比較回路とこの比較回路からの出力信号に基づいて
   制御信号を出力する制御回路と、上記流体の圧力を血管
   内圧と平衡させるべく上記制御回路からの出力信号に基
   づいて上記容積が定められた一定の容積となるように上
   記流体を加減圧する容積制御操作部とを具備してなり、
   上記容積制御操作部により上記容積を定められた一定の
   容積に制御して、そのときの上記流体の圧力を血圧とし
   て測定するようにしたことを特徴とする間接的連続血圧
   測定装置。