JP2011234876A

JP2011234876A - 血圧計測装置

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Publication number: JP2011234876A
Application number: JP2010108620A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kondo; 針次近藤
Original assignee: K and S KK
Current assignee: K and S KK
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2011-11-24

Abstract

【課題】血圧の連続測定を高精度になしうる血圧計測装置を提供する。
【解決手段】第一カフ１０によって圧迫された前記心肺近傍箇所から前記心肺側圧脈波を検出する第一圧力センサ１５と、第二カフ２０によって圧迫された末梢箇所から末梢側圧脈波を検出する第二圧力センサ２５とを備えた血圧計測装置であって、予備測定にて得られた第二圧力センサ２５の出力と前記第一圧力センサ１５の出力に基づいて心肺側圧脈波と末梢側圧脈波の出力比を決定する出力比決定手段４５と、前記第二カフ２０のカフ圧を、前記本測定にて少なくとも前記末梢箇所を閉塞させない圧力値に設定するカフ圧設定手段４５と、前記本測定にて第二圧力センサ２５より計測された末梢側圧脈波と前記出力比決定手段にて決定した出力比とを少なくとも含む計測データに基づいて被験者の血圧波形を決定する血圧決定手段４５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、血圧計測装置に関する。

従来より知られるデジタル式血圧測定の手法は、オシロメトリック法と呼ばれる圧脈波振動法によるものが一般的である。これは、カフ（腕帯）に空気を送り込んで、動脈を圧迫しつつ一旦閉塞状態にした後、徐々に減圧を過程で血圧を測定する方法であって、心臓の拍動に同期した血管壁の振動をカフに内蔵されたゴム袋の圧力変動（圧脈波）としてとらえるものである。

実開平５−０９５５０２号公報

しかしながら、上記構造では、血圧を連続的に測定しようとすると、被験者に対して動脈を閉塞状態にさせるような加圧をカフにより繰り返し行う必要があり、被験者に負担を強いることとになる。また、血圧は周囲の環境や体内の状態によっても変動しているため、数度の断続的な測定よりは一心拍毎の連続測定ができることが望まれるが、係る要請にも応えることができない。
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、血圧の連続測定を高精度になしうる血圧計測装置を提供することを目的とする。

本発明は、被験者の心肺に近い心肺近傍箇所に装着され前記心肺近傍箇所の血管を圧迫する第一カフと、前記第一カフによって圧迫された前記心肺近傍箇所から前記心肺側圧脈波を検出する第一圧力センサと、心肺から離れた末梢箇所に装着されて前記末梢箇所の血管を圧迫する第二カフと、前記第二カフによって圧迫された前記末梢箇所から末梢側圧脈波を検出する第二圧力センサとを備えた血圧計測装置であって、前記第一圧力センサと前記第二圧力センサを同時に使用して前記心肺側圧脈波と前記記末梢側圧脈波とを同時計測する予備測定の後、前記第二圧力センサを使用して前記末梢側圧脈波を連続して計測する本測定を行うものにおいて、前記予備測定にて得られた第二圧力センサの出力と前記第一圧力センサの出力に基づいて、心肺側圧脈波と末梢側圧脈波の出力比を決定する出力比決定手段と、前記第二カフのカフ圧を、前記本測定にて、少なくとも前記末梢箇所を閉塞させない圧力値に設定するカフ圧設定手段と、前記本測定にて第二圧力センサより計測された末梢側圧脈波と、前記出力比決定手段にて決定した出力比と、を少なくとも含む計測データに基づいて被験者の血圧波形を決定する血圧決定手段と、を備えたところに特徴を有する。

この発明の実施態様として、以下の構成とすることが好ましい。
・前記血圧決定手段は、前記第二カフによる前記末梢箇所の圧迫値の誤差に応じた補正をして前記血圧波形を決定する。このようにすれば、被験者の血圧値を正確に決定できる。

本発明は、被験者の心肺に近い心肺近傍箇所に装着され前記心肺近傍箇所の血管を圧迫する第一カフと、前記第一カフによって圧迫された前記心肺近傍箇所から前記心肺側圧脈波を検出する第一圧力センサと、心肺から離れた末梢箇所に装着されて前記末梢箇所の血管を圧迫する第二カフと、前記第二カフによって圧迫された末梢箇所から末梢側光電容積脈波を検出する光電センサとを備え、前記第一圧力センサと前記光電センサを同時に使用して前記心肺側圧脈波と前記末梢側光電容積脈波とを同時計測する予備測定の後、前記光電センサを使用して前記末梢側光電容積脈波を連続して計測する血圧計測装置であって、前記第一カフのカフ圧と前記心肺側圧脈波とに基づいて基準血圧値を決定する基準血圧決定手段と、前記第二カフのカフ圧を、前記本測定にて、少なくとも前記末梢箇所を閉塞させない圧力値に設定するカフ圧設定手段と、前記基準血圧決定手段にて決定した前記基準血圧値と、前記本測定にて前記光電センサにより計測された前記末梢側光電容積脈波とを少なくとも含む計測データに基づいて被験者の血圧値を心拍ごとに決定する血圧決定手段と、を備えたところに特徴を有する。

・前記予備測定にて得られる前記光電センサの出力と前記第一圧力センサの出力に基づいて、前記光電センサを校正する校正手段を備える。光電センサを校正することで、血圧値を一層正確に算出できる。

・前記基準血圧値は基準最低血圧値と、基準最高血圧値であり、前記基準血圧決定手段は、前記予備測定にて前記第一カフによる加圧時に計測される最高血圧値と減圧時に計測される最高血圧値の平均値を前記基準最高血圧値とし、前記予備測定にて前記第一カフによる加圧時に計測される最低血圧値と減圧時に計測される最低血圧値の平均値を前記基準最低血圧値とする。このようにしておけば、基準最低血圧値、基準最高血圧値についても、正確に決定できる。

本発明では、血圧の連続測定を高精度になしうる血圧計測装置を提供することが可能となる。

実施形態１に適用の血圧計測装置の全体構成を示す図血圧計測装置の電気的構成を示すブロック図心肺側圧脈波Ｓ１、末梢側圧脈波Ｓ２の波形を示す図（予備測定）血圧波形Ｐを示す図（本測定）実施形態２に適用の血圧計測装置の全体構成を示す図血圧計測装置の電気的構成を示すブロック図心肺側圧脈波Ｓ１、末梢側光電容積脈波Ｓ３の波形を示す図血圧面積を示す図脈波面積を示す図

＜実施形態１＞
本発明に係る血圧計測装置を図１ないし図４を参照して説明する。
血圧計測装置１は図１に示すように、第一カフ１０と、第一圧力センサ１５と、第二カフ２０と、第二圧力センサ２５と、データ処理装置４０と、エア供給用のポンプ５と、２つの開閉弁Ｂ１、Ｂ２を備える。

第一カフ１０は被験者の前腕（本発明の「心肺近傍箇所」の一例）に取り付け可能な帯状をなし、内部にゴム袋を内蔵している。第一カフ１０のゴム袋にはポンプ５より引き出された第一チューブ１３が接続されている。この第一チューブ１３は途中に第一開閉弁Ｂ１を介在させており、その開閉動作によって第一カフ１０のゴム袋に対するエアの供給と排気を行うことが出来る。すなわち、第一カフ１０のゴム袋内にエアを充填させことで、被験者の前腕を圧迫でき、エアを排気することで圧迫を解くことができる。

そして、この第一カフ１０内に感圧素子より構成される第一圧力センサ１５が内蔵してあり、この第一圧力センサ１５により、第一カフ１０にて圧迫された前腕から、前腕動脈の圧力変動である心肺側圧脈波Ｓ１を検出できる構成となっている。

一方、第二カフ２０は被験者の手首（本発明の「末梢箇所」の一例）に取り付け可能な帯状をなし、内部にゴム袋を内蔵している。第二カフ２０のゴム袋にはポンプ５より引き出された第二チューブ２３が接続されている。この第二チューブ２３は途中に第二開閉弁Ｂ２を介在させており、その開閉動作によって第二カフ２０のゴム袋に対するエアの供給と排気を行うことが出来る。すなわち、第二カフ２０のゴム袋内にエアを充填させことで、被験者の手首を圧迫でき、エアを排気することで圧迫を解くことができる。

そして、この第二カフ２０内に感圧素子より構成される第二圧力センサ２５が内蔵してあり、この第二圧力センサ２５により、第二カフ１０にて圧迫された手首から、末梢動脈の圧力変動である末梢側圧脈波Ｓ２を検出できる構成となっている。

データ処理装置４０は図２に示すように、Ａ／Ｄ変換部４４、増幅器４１、４３、ＣＰＵ４５、メモリ４７から構成されている。Ａ／Ｄ変換部４４はＣＰＵ４５の入力段にあって、第一圧力センサ１５の出力ライン、第二圧力センサ２５の出力ラインがそれぞれ接続されている。そして、第一圧力センサ１５側の出力ラインにはフィルタＦ１と増幅器４１が介挿され、また第二圧力センサ２５側の出力ラインには、フィルタＦ２と増幅器４３が介挿されている。

これにより、第一圧力センサ１５から出力された信号（心拍側圧脈波Ｓ１）は、フィルタＦ１によってノイズ成分が除去され増幅器４１にて増幅された後、Ａ／Ｄ変換部４４に取り込まれてアナログ信号からデジタル信号に変換され、ＣＰＵ４５に入力される。これに対して、第二圧力センサ２５から出力された信号（末梢側圧脈波Ｓ３）はフィルタＦ２によってノイズ成分が除去され増幅器４３にて増幅された後、Ａ／Ｄ変換部４４によってアナログ信号からデジタル信号に変換され、ＣＰＵ４５に入力される。

ＣＰＵ４５はＡ／Ｄ変換部４４を通じて入力される各計測データをデータ処理して被験者の血圧波形Ｐを決定する血圧決定処理を行う共に、第一開閉弁Ｂ１、第二開閉弁Ｂ２、増幅器４１、４３に対して電気的に連なっており、第一開閉弁Ｂ１、第二開閉弁Ｂ２を開閉制御する処理、増幅器４１、４３のゲインを調整する処理を行う。

上記の如く構成された血圧計測装置１では、第一圧力センサ１５と第二圧力センサ２５を同時に使用して心肺側圧脈波Ｓ１と末梢側圧脈波Ｓ２とを同時計測する予備測定の後、第二圧力センサ２５を使用して末梢側圧脈波Ｓ２を連続して計測することで、被験者の血圧波形Ｐを決定している。

＜予備測定の手順と、ＣＰＵの処理＞
予備測定では、まず、第一カフ１０が被験者の前腕に取り付けられ、また第二カフ２０が被験者の手首に取り付けられる。そして、これら両カフ１０、２０の装着に続いてポンプ５が駆動させる。そして、ポンプ５の駆動に続いて、ＣＰＵ４５により第一開閉弁Ｂ１が「閉」状態から「開」状態に制御され、また第二開閉弁Ｂ１が「閉」状態から「開」状態に制御される。

これにより、ポンプ５から第一チューブ１３を通じて第一カフ１０のゴム袋にエアが供給され、また、ポンプ５から第二チューブ２３を通じて第二カフ２０のゴム袋にエアが供給される。これにより、被験者の前腕が第一カフ１０により次第に圧迫され、手首が第二カフ２０により次第に圧迫されてゆく。

そして、図３に示すように、被験者の前腕と手首を加圧する過程で、前腕に装着された第一圧力センサ１５から心肺側圧脈波Ｓ１が出力され、手首に装着された第二圧力センサ２５から末梢側圧脈波Ｓ２が出力される。そして、これらの心肺側圧脈波Ｓ１、末梢側圧脈波Ｓ２がそれぞれＣＰＵ４５に取り込まれる。

エアの供給は、少なくとの第一カフ１０による圧力が最高血圧値Ｐｏ１を上回るまで継続される。これにより、血管が閉塞された状態となり、心肺側圧脈波Ｓ１、末梢側圧脈波Ｓ２は一旦、計測されない状態になる。そして、前腕部の脈動が停止された時点で、第一カフ１０、第二カフ２０へのエア供給を停止し、両開閉弁Ｂ１、Ｂ２を開いて減圧を開始する。

そして、両カフ１０、２０のカフ圧が減圧されると、血管の閉塞が解かれるので、前腕に装着された第一圧力センサ１５から心肺側圧脈波Ｓ１が出力され、手首に装着された第二圧力センサ２５から末梢側圧脈波Ｓ２が出力される。そして、これらの心肺側圧脈波Ｓ１、末梢側圧脈波Ｓ２がそれぞれＣＰＵ４５に取り込まれる。

このように、本実施形態では、被験者の前腕と手首を第一カフ１０と第二カフ２０により、同じ圧力推移で同時に加減圧して、心肺側圧脈波Ｓ１、末梢側圧脈波Ｓ２を取得するようにしている。

以上により予備測定は終了する。そして、ＣＰＵ４５は予備測定にて得たデータに基づいて、被験者の最高血圧値Ｐｏ１、最低血圧値Ｐｏ２、平均血圧値Ｐｖを、オシロメトリック法に基づいてそれぞれ決定する。

具体的には、以下の（ａ）式により最高血圧値Ｐｏ１を決定し、以下の（ｂ）式により平均血圧値Ｐｖを決定し、以下の（ｃ）式により最低血圧値Ｐｏ２を決定する。

Ｐｏ１＝（Ｐｃ＋Ｐｃ’）／２・・・・・・・・・（ａ）式
Ｐｖ＝（Ｐｂ＋Ｐｂ’）／２・・・・・・・・・・（ｂ）式
Ｐｏ２＝（Ｐａ＋Ｐａ’）／２・・・・・・・・・（ｃ）式

尚、Ｐａは、図３中のＡ点（加圧の過程で心肺側圧脈波Ｓ１が出現する時点）の圧力値であり、Ｐａ’は、図３中のＡ’点（減圧の過程で心肺側圧脈波Ｓ１が消滅する時点）の圧力値である。また、Ｐｂは、図３中のＢ点（加圧の過程で心肺側圧脈波Ｓ１が最大となる時点）の圧力値であり、Ｐｂ’は、図３中のＢ’点（減圧の過程で心肺側圧脈波Ｓ１が最大となる時点）の圧力値である。また、Ｐｃは、図３中のＣ点（加圧の過程で心肺側圧脈波Ｓ１が消滅する時点）の圧力値であり、Ｐｃ’は、図３中のＣ’点（減圧の過程で心肺側圧脈波Ｓ１が出現する時点）の圧力値である。

さて、図３に示すように、末梢側圧脈波Ｓ２の最大振幅値Ｖ２は心肺側圧脈波Ｓ１の最大振幅値Ｖ１に比べて小さくなっている。これは、血液が血管内を末梢側へと伝ってゆく過程で、血圧が次第に減衰するからである。

そこで、本実施形態ではＣＰＵ４５にて、以下の（ｄ）式により、心肺側圧脈波Ｓ１と末梢側圧脈波Ｓ２の出力比を決定するようにしている。

Ｋ＝Ｖ１／Ｖ２・・・・・・・・・・・・・・・・（ｄ）式
尚、Ｖ１は予備測定にて計測された心肺側圧脈波Ｓ１の最大振幅値であり、Ｖ２は予備測定にて計測された末梢側圧脈波Ｓ２の最大振幅値である。ＣＰＵ４５が上記（ｄ）式に従って出力比Ｋを決定することにより、本発明の「出力比決定手段」の果たす処理機能が実現されている。

＜本測定時の処理＞
本測定では前腕の第一カフ１０は取り外され、手首側に第二カフ２０が装着される。そして、ＣＰＵ４５による開閉弁Ｂ２の開閉制御がなされ、第二カフ２０のカフ圧が、少なくとも手首の血管を閉塞させない圧力値に設定される。この実施例では、カフ圧を、８０ｍｍＨｇ（予備測定にて計測した平均血圧値Ｐｖ）に設定することとしている。

尚、カフ圧が８０ｍｍＨｇになるように、ＣＰＵ４５が開閉弁Ｂ２を制御する機能により、本発明の「カフ圧設定手段」の果たす処理機能が実現されている。

あとは、第二圧力センサ２５により末梢側圧脈波Ｓ２を連続して計測してやれば、データ処理装置４０にて、被験者の心拍あたりの最低血圧血、最高血圧値を自動的に決定できる。

すなわち、第二圧力センサ２５により出力された末梢側圧脈波Ｓ２は、予備測定の場合と同様にフィルタ８によってノイズ成分が除去され増幅器２３で増幅された後、Ａ／Ｄ変換部２１によってデジタル信号に変換され、その後、ＣＰＵ２５に入力される。

そして、ＣＰＵ４５では以下の（ｅ）式の演算を行い、末梢側圧脈波Ｓ２から血圧波形Ｐを決定する。
Ｐ＝Ｓ２×Ｋ±Ｕ・・・・・・・・・・・・・・（ｅ）式
Ｓ２・・・末梢側圧脈波（計測データの一例）
Ｋ・・・・出力比（計測データの一例）
Ｕ・・・・誤差

尚、誤差Ｕとは、第二カフ２０による手首の圧迫値（カフ圧の実値）の誤差（設定値に対する誤差）のことである。本実施形態では、設定値は８０ｍｍＨｇであるから圧迫値（カフ圧の実値）が８５ｍｍＨｇであれば、Ｕ＝５ｍｍＨｇとなる。尚、圧迫値は、第二圧力センサ２５の出力する末梢側圧脈波Ｓ２の直流成分から検出できる。

そして、上記した（ｅ）式に基づいて決定された血圧波形Ｐは、ＣＰＵ２５からの表示指令によりモニタ３０にその推移が表示される（図４）。この血圧波形Ｐは血圧値そのものであるから、波形の各ピークＰｕ点が心拍ごとの最高血圧値となり、各ボトム点Ｐｄが心拍ごとの最低血圧値となる。

尚、被験者の血圧波形Ｐを上記（ｅ）式に基づいて決定するＣＰＵの機能により、本発明の「血圧決定手段」の果たす処理機能が実現されている。また、血圧波形Ｐを求める（ｅ）式を、誤差Ｕを含めた計算式にすることで本発明の「前記血圧決定手段は、前記第二カフによる前記末梢箇所の圧迫値の誤差に応じた補正をして前記血圧波形を決定する」が実現されている。

このように、本実施形態によれば、被験者の血圧波形Ｐを連続して計測できる。しかも、このものでは、本測定を行うとき、第二カフ２０のカフ圧（圧力値）を、少なくとも手首の血管を閉塞させない圧力に設定している。このようにしておけば、手首の血管を閉塞しない程度の適度な圧迫状態で本測定を行うことが可能となり、血圧波形Ｐを正確に計測できる。

また、出願人によれば、カフ圧を８０ｍｍＨｇ、又はその近辺の値（７０ｍｍＨｇ〜９０ｍｍＨｇ）に設定しておくと、振幅が大きく、安定した末梢側圧脈波Ｓ２が計測されることが解っており、そのようなカフ圧にしておくことで、血圧波形Ｐをより一層、正確に計測できる。尚、８０ｍｍＨｇは一般的な人の平均血圧値（血管の外圧と内圧が一致し、心拍側圧脈波Ｓ１が最大の振幅を得る圧力）である。

加えて、本実施形態のものは、圧迫値の誤差Ｕに応じた補正をして血圧波形Ｐを含めている。このようにすれば、血圧波形Ｐを正確に求めることが可能であり、効果的である。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図５ないし図９によって説明する。尚、この実施形態２に適用の血圧計測装置１００は、実施形態１に適用の血圧計測装置１に対して、第二圧力センサ２５を光電センサ１１０に置き換えている点、ＣＰＵ４５の内部処理が主に異なっている。

血圧計測装置１００は図５に示すように、第一カフ１０と、第一圧力センサ１５と、第二カフ２０と、光電センサ１１０と、データ処理装置４０と、エア供給用のポンプ５と、２つの開閉弁Ｂ１、Ｂ２を備える。

そして、この第二カフ２０の裏面（すなわち被験者の手首表面に向かう合う面側）に、光電センサ１１０が備えて付けられている。光電センサ１１０としては、近赤外光波長（例えば６４０ｎｍ）をもった光を皮膚へ向けて照射可能な発光赤色ＬＥＤ１１３とその反射光を受光するフォトトランジスタ１１５とからなっている。

赤外光は皮膚深部にある撓骨動脈に至ることができ、フォトトランジスタ１１５の出力は血管の容量変動に伴う吸光度の変化が血流量の相対変化として検出される。これにて、第二カフ２０にて圧迫された手首からフォトトランジスタ１１５により末梢側光電容積脈波Ｓ３を検出する構成となっている。

データ処理装置４０は図６に示すように、Ａ／Ｄ変換部４４、増幅器４１、４３、ＣＰＵ４５、メモリ４７から構成されている。Ａ／Ｄ変換部４４はＣＰＵ４５の入力段にあって、第一圧力センサ１５の出力ライン、光電センサ１１０のフォトトランジスタ１１５の出力ラインがそれぞれ接続されている。そして、第一圧力センサ１５側の出力ラインにはフィルタＦ１と増幅器４１が介挿され、またフォトトランジスタ１１５側の出力ラインには、フィルタＦ２と増幅器４３が介挿されている。

これにより、第一圧力センサ１５から出力された信号（心拍側圧脈波Ｓ１）は、フィルタＦ１によってノイズ成分が除去され増幅器４１にて増幅された後、Ａ／Ｄ変換部４４に取り込まれてアナログ信号からデジタル信号に変換され、ＣＰＵ４５に入力される。これに対して、フォトトランジスタ１１５から出力された信号（末梢側光電容積脈波Ｓ３）はフィルタＦ２によってノイズ成分が除去され増幅器４３にて増幅された後、Ａ／Ｄ変換部４４によってアナログ信号からデジタル信号に変換され、ＣＰＵ４５に入力される。

ＣＰＵ４５はＡ／Ｄ変換部４４を通じて入力されるデータをデータ処理して被験者の血圧値を算出する血圧決定処理を行う共に、第一開閉弁Ｂ１、第二開閉弁Ｂ２、増幅器４１、４３に対して電気的に連なっており、第一開閉弁Ｂ１、第二開閉弁Ｂ２を開閉制御する処理、増幅器４１、４３のゲインを調整する処理を行う。

上記の如く構成された血圧計測装置１では、第一圧力センサ１５と光電センサ１１０を同時に使用して心肺側圧脈波Ｓ１と末梢側光電容積脈波Ｓ３とを同時計測する予備測定の後、光電センサ１００を使用して末梢側光電容積脈波Ｓ３を連続して計測することで、被験者の心拍ごとの最高血圧値、最低血圧値を決定している。

そして、図７に示すように、被験者の前腕と手首を加圧する過程で、前腕に装着された第一圧力センサ１５から心肺側圧脈波Ｓ１が出力され、手首に装着されたフォトトランジスタ１１５から末梢側光電容積脈波Ｓ３が出力される。そして、これらの心肺側圧脈波Ｓ１のデータ、末梢側光電容積脈波Ｓ３のデータがそれぞれＣＰＵ４５に取り込まれる。

エアの供給は、少なくとの第一カフ１０による圧力が最高血圧値Ｐｏ１を上回るまで継続される。これにより、血管が閉塞された状態となり、心肺側圧脈波Ｓ１、末梢側光電容積脈波Ｓ３は一旦、計測されない状態になる。そして、前腕部の脈動が停止された時点で、第一カフ１０、第二カフ２０へのエア供給を停止し、両開閉弁Ｂ１、Ｂ２を開いて減圧を開始する。

そして、両カフ１０、２０のカフ圧が減圧されると、血管の閉塞が解かれるので、前腕に装着された第一圧センサ２５から心肺側圧脈波Ｓ１が出力され、手首に装着されたフォトトランジスタ１１５から末梢側光電容積脈波Ｓ３が出力される。そして、これらの心肺側圧脈波Ｓ１、末梢側光電容積脈波Ｓ３がそれぞれＣＰＵ４５に取り込まれる。

このように、本実施形態では、被験者の前腕と手首を第一カフ１０と第二カフ２０により、同じ圧力推移で同時に加減圧して、心肺側圧脈波Ｓ１、末梢側光電容積脈波Ｓ３を取得するようにしている。

以上により予備測定は終了する。そして、ＣＰＵ４５は予備測定にて得たデータに基づいて、被験者の基準最高血圧値Ｐｏ１、基準最低血圧値Ｐｏ２、平均血圧値Ｐｖを、オシロメトリック法に基づいてそれぞれ決定する。

具体的には、以下の（ａ）式により基準最高血圧値Ｐｏ１を決定し、以下の（ｂ）式により平均血圧値Ｐｖを決定し、以下の（ｃ）式により基準最低血圧値Ｐｏ２を決定する。

Ｐｏ１＝（Ｐｃ＋Ｐｃ’）／２・・・・・・・・・（ａ）式
Ｐｖ＝（Ｐｂ＋Ｐｂ’）／２・・・・・・・・・・（ｂ）式
Ｐｏ２＝（Ｐａ＋Ｐａ’）／２・・・・・・・・・（ｃ）式
尚、Ｐａは、図３中のＡ点（加圧の過程で心肺側圧脈波Ｓ１が出現する時点）の圧力値であり、Ｐａ’は、図３中のＡ’点（減圧の過程で心肺側圧脈波Ｓ１が消滅する時点）の圧力値である。また、Ｐｂは、図３中のＢ点（加圧の過程で心肺側圧脈波Ｓ１が最大となる時点）の圧力値であり、Ｐｂ’は、図３中のＢ’点（減圧の過程で心肺側圧脈波Ｓ１が最大となる時点）の圧力値である。また、Ｐｃは、図３中のＣ点（加圧の過程で心肺側圧脈波Ｓ１が消滅する時点）の圧力値であり、Ｐｃ’は、図３中のＣ’点（減圧の過程で心肺側圧脈波Ｓ１が出現する時点）の圧力値である。

尚、ＣＰＵ４５が（ａ）式、（ｃ）式にて、基準最高血圧値Ｐｏ１、基準最低血圧値Ｐｏ２を算出する演算処理機能により、本発明の「基準血圧決定手段」の果たす処理機能が実現されている。

次に、血圧面積（基準血圧面積Ａｏ）の算出がなされる。基準血圧面積Ａｏは、図８に示すように、時間を横軸に、血圧を縦軸にとって、一心拍の時間Ｔｏ内における最高・最低の両血圧値によって定まる平面図形の面積によって決定される。具体的には、図８に示すように、基準血圧面積Ａｏは横の辺が１心拍時間Ｔｏ、縦の辺が最低血圧値Ｐｏ２によって形成される長方形の領域（下部領域面積Ａｏｐ２）と、底辺が１心拍時間Ｔｏ、高さが最高血圧値Ｐｏ１と最低血圧値Ｐｏ２の差となって表される三角形の領域（上部領域面積Ａｏｐ１）との和、すなわち以下の（１）式から（３）式に基づいて算出される。
Ａｏｐ１＝（Ｐｏ１−Ｐｏ２）／２×Ｔｏ・・・・・・・・（１）
Ａｏｐ２＝Ｐｏ２×Ｔｏ・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
Ａｏ＝Ａｏｐ１＋Ａｏｐ２・・・・・・・・・・・・・・・（３）
ここで、Ａｏｐ１とＡｏｐ２との比をＫとする。
Ａｏｐ１：Ａｏｐ２＝Ｋ・・・・・・・・・・・・・・・・（４）

また、ＣＰＵ４５は、末梢側光電容積脈波Ｓ３から、脈波面積（基準脈波面積）Ｖｏを求める。具体的には、図６に示すような１心拍時間Ｔｏ内の血流量変化の積分値として基準脈波面積Ｖｏが求められる。

そして、ＣＰＵ４５は、得た面積比（Ａｏ／Ｖｏ）をキャリブレーション値として、発光赤色ＬＥＤ１１３の光量を調整する。具体的には、すなわち、算出された面積比（Ａｏ／Ｖｏ）が閾値に比べて大きい場合（基準脈波面積Ｖｏが小さい場合）には、フォトトランジスタ１１５の出力信号のレベルが大きくなるようにＬＥＤ１１３の投光レベルを上昇させ、これとは反対に算出された面積比（Ａｏ／Ｖｏ）が閾値に比べて小さい場合（基準脈波面積Ｖｏが大きい場合）には、フォトトランジスタ１１５の出力信号のレベルが小さくなるようにＬＥＤ１１３の投光レベルをダウンさせる。

尚、ＣＰＵ４５が行う上記の発光赤色ＬＥＤ１１３の光量を調整する処理により、本発明の「校正手段」の果たす処理機能が実現されている。

あとは、フォトトランジスタ１１５により末梢側光電容積脈波Ｓ３を連続して計測してやれば、データ処理装置４０にて、被験者の心拍あたりの最低血圧血、最高血圧値を自動的に決定できる。

具体的に説明すると、ＣＰＵ４５では末梢側光電容積脈波Ｓ３より１心拍毎の脈波面積Ｖｔが基準脈波面積Ｖｏと同じ要領で算出される。そして、脈波面積Ｖｔに前記した面積比（Ａｏ／Ｖｏ）が乗ぜられて血圧面積Ａｔが算出される。

そして、上記した血圧面積Ａｔの算出に続いて、血圧値の最大、最小値がＣＰＵ２５において算出される。具体的には、血圧値の最大値をＰｔ１、最小値をＰｔ２、心拍時間をＴｔとすると、血圧面積Ａｔ、上部領域面積Ａｔｐ１、下部領域面積Ａｔｐ２は以下の（５）〜（７）式によって表すことが出来る。
Ａｔｐ１＝（Ｐｔ１−Ｐｔ２）／２×Ｔｔ・・・・・・・・（５）
Ａｔｐ２＝Ｐｔ２×Ｔｔ・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
Ａｔ＝Ａｔｐ１＋Ａｔｐ２・・・・・・・・・・・・・・・（７）
ここで、血圧面積Ａｔの上部領域面積Ａｔｐ１と下部領域面積Ａｔｐ２との比率が、基準血圧面積Ａｏの上部領域面積Ａｏｐ１と下部領域面積Ａｏｐ２との比率Ｋと等しいと仮定すると次の（８）式が得られる。
Ａｔｐ１：Ａｔｐ２＝Ｋ・・・・・・・・・・・・・・・・（８）

したがって、（７）式、（８）式より、以下の（９）式、（１０）式が得られる。
Ａｔｐ１＝Ｋ／（１＋Ｋ）×Ａｔ・・・・・・・・・・・・（９）
Ａｔｐ２＝１／（１＋Ｋ）×Ａｔ・・・・・・・・・・・・（１０）

そして、得られた（１０）式を（６）式に代入すると最低血圧値Ｐｔ２が得られ、更に、（５）式、（９）式、（１１）式より最高血圧値Ｐｔ１が得られる。
Ｐｔ２＝Ａｔ／（（１＋Ｋ）×Ｔｔ）・・・・・・・・・・（１１）
Ｐｔ１＝（２Ｋ＋１）×Ａｔ／（（１＋Ｋ）×Ｔｔ）・・・（１２）

そして、ＣＰＵ４５は、（１１）式にて得た最低血圧値Ｐｔ２に対して誤差Ｕの補正を行って最低血圧値Ｐｔ２’を決定し、（１２）式にて得た最高血圧値Ｐｔ１に対して誤差Ｕの補正を行って最高血圧値Ｐｔ１’を決定する。

Ｐｔ２’＝Ｐｔ２±Ｕ・・・・・・・・・・・・・（１３）
Ｐｔ１’＝Ｐｔ１±Ｕ・・・・・・・・・・・・・（１４）

尚、誤差Ｕとは、第二カフ２０による手首の圧迫値（カフ圧の実値）の誤差（設定値に対する誤差）のことである。本実施形態では、設定値は８０ｍｍＨｇであるから圧迫値（カフ圧の実値）が８５ｍｍＨｇであれば、Ｕ＝５ｍｍＨｇとなる。尚、圧迫値（カフ圧の実値）は、第二カフ２０に内蔵される圧力センサ（図略）により検出することが可能である。

以上のように、本実施形態によれば、フォトトランジスタ１１５の出力する末梢側光電容積脈波Ｓ３に基づいて一心拍毎の血圧を連続して測定することができる。しかも、このものでは、本測定を行うとき、第二カフ２０のカフ圧（圧力値）を、少なくとも手首の血管を閉塞させない圧力に設定している。このようにしておけば、手首の血管を閉塞しない程度の適度な圧迫状態で本測定を行うことが可能となり、末梢側光電容積脈波Ｓ３を正確に計測でき、正確な血圧決定が可能となる。

また、第二カフ２０のカフ圧は被験者の平均血圧値としておくことが好ましい。というのも、平均血圧値は血管の外圧と内圧が一致する圧力であり、基準化できるからである。

加えて、本実施形態のものは、圧迫値の誤差Ｕに応じた補正をして血圧値Ｐｔ１’、Ｐｔ２’を含めている。このようにすれば、血圧値Ｐｔ１’、Ｐｔ２’を正確に求めることが可能であり、効果的である。

尚、被験者の血圧波形Ｐを上記（１３）式、（１４式）に基づいて決定するＣＰＵの機能により、本発明の「血圧決定手段」の果たす処理機能が実現されている。また、血圧値を求める（１３）、（１４）式を、誤差Ｕを含めた計算式にすることで本発明の「前記血圧決定手段は、前記第二カフによる前記末梢箇所の圧迫値の誤差に応じた補正をして前記血圧値を決定する」が実現されている。

＜他の実施形態＞
本発明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、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）実施形態１では、出力比の一例として、心肺側圧脈波Ｓ１の最大振幅Ａ１と、末梢側圧脈波Ｓ２の最大振幅Ａ２の比とした。出力比は必ずしも振幅比とする必要はなく面積比とすることが可能である。すなわち、心肺側圧脈波Ｓ１の１心拍あたりの脈波面積と末梢側圧脈波Ｓ２の１心拍あたりの脈波面積の比とすることができる。

１…血圧計測装置
１０…第一カフ
１５…第一圧力センサ
２０…第二カフ
２５…第二圧力センサ
４０…データ処理装置
４５…ＣＰＵ（「カフ圧設定手段」、「出力比決定手段」、「血圧決定手段」、「基準血圧決定手段」、「校正手段」）
１００…血圧計測装置
１１０…光電センサ
１１３…ＬＥＤ
１１５…フォトトランジスタ
Ｓ１…心肺側圧脈波
Ｓ２…末梢側圧脈波
Ｓ３…末梢側光電容積脈波

Claims

被験者の心肺に近い心肺近傍箇所に装着され前記心肺近傍箇所の血管を圧迫する第一カフと、
前記第一カフによって圧迫された前記心肺近傍箇所から前記心肺側圧脈波を検出する第一圧力センサと、
心肺から離れた末梢箇所に装着されて前記末梢箇所の血管を圧迫する第二カフと、
前記第二カフによって圧迫された前記末梢箇所から末梢側圧脈波を検出する第二圧力センサとを備えた血圧計測装置であって、
前記第一圧力センサと前記第二圧力センサを同時に使用して前記心肺側圧脈波と前記記末梢側圧脈波とを同時計測する予備測定の後、前記第二圧力センサを使用して前記末梢側圧脈波を連続して計測する本測定を行うものにおいて、
前記予備測定にて得られた第二圧力センサの出力と前記第一圧力センサの出力に基づいて、心肺側圧脈波と末梢側圧脈波の出力比を決定する出力比決定手段と、
前記第二カフのカフ圧を、前記本測定にて、少なくとも前記末梢箇所を閉塞させない圧力値に設定するカフ圧設定手段と、
前記本測定にて第二圧力センサより計測された末梢側圧脈波と、前記出力比決定手段にて決定した出力比と、を少なくとも含む計測データに基づいて被験者の血圧波形を決定する血圧決定手段と、を備えたことを特徴とする血圧計測装置。
前記血圧決定手段は、前記第二カフによる前記末梢箇所の圧迫値の誤差に応じた補正をして前記血圧波形を決定することを特徴とする請求項１に記載の血圧計測装置。
被験者の心肺に近い心肺近傍箇所に装着され前記心肺近傍箇所の血管を圧迫する第一カフと、
前記第一カフによって圧迫された前記心肺近傍箇所から前記心肺側圧脈波を検出する第一圧力センサと、
心肺から離れた末梢箇所に装着されて前記末梢箇所の血管を圧迫する第二カフと、
前記第二カフによって圧迫された末梢箇所から末梢側光電容積脈波を検出する光電センサとを備え、前記第一圧力センサと前記光電センサを同時に使用して前記心肺側圧脈波と前記末梢側光電容積脈波とを同時計測する予備測定の後、前記光電センサを使用して前記末梢側光電容積脈波を連続して計測する血圧計測装置であって、
前記第一カフのカフ圧と前記心肺側圧脈波とに基づいて基準血圧値を決定する基準血圧決定手段と、
前記第二カフのカフ圧を、前記本測定にて、少なくとも前記末梢箇所を閉塞させない圧力値に設定するカフ圧設定手段と、
前記基準血圧決定手段にて決定した前記基準血圧値と、前記本測定にて前記光電センサにより計測された前記末梢側光電容積脈波とを少なくとも含む計測データに基づいて被験者の血圧値を心拍ごとに決定する血圧決定手段と、を備えたことを特徴とする血圧計測装置。
前記血圧決定手段は、前記第二カフによる前記末梢箇所の圧迫値の誤差に応じた補正をして前記血圧値を決定することを特徴とする請求項３に記載の血圧計測装置。
前記予備測定にて得られる前記光電センサの出力と前記第一圧力センサの出力に基づいて、前記光電センサを校正する校正手段を備えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の血圧計測装置。
前記基準血圧値は基準最低血圧値と、基準最高血圧値であり、
前記基準血圧決定手段は、
前記予備測定にて前記第一カフによる加圧時に計測される最高血圧値と減圧時に計測される最高血圧値の平均値を前記基準最高血圧値とし、
前記予備測定にて前記第一カフによる加圧時に計測される最低血圧値と減圧時に計測される最低血圧値の平均値を前記基準最低血圧値とすることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか一項に記載の血圧計測装置。