眼圧計が上限圧力を「下回る」理由と、新しい機器を使わずにそれを修正する方法

カフと聴診器を用いた従来の血圧測定法（聴診法）では、収縮期血圧を系統的に過小評価し、拡張期血圧を過大評価する傾向があります。ケンブリッジ大学のエンジニアチームは、実験モデルを用いてこの誤差の物理的原因を実証し、手の位置を変えるだけで測定精度を向上させることができる簡易な校正方法を提案しました。この校正方法は、機器を交換することなく精度を向上させることができます。著者らおよび先行研究によると、この上限血圧の系統的な過小評価により、収縮期高血圧の最大30%が未診断のままとなっている可能性があります。この研究は、2025年8月12日にPNAS Nexus誌に掲載されました。

背景

• 120年以上もの間、「カフ」を用いて血圧を測定してきましたが、標準は依然として侵襲法です。非侵襲性のカフ法（コロトコフ音による聴診法と自動オシロメトリック法）と真の血管内圧との間には一定の乖離があり、臨床比較において、カフは通常、血管内圧の記録と比較して収縮期血圧を過小評価し、拡張期血圧を過大評価します。これは、最近のレビュー／メタアナリシス、および同時動脈ラインを用いた研究で示されています。
• コロトコフ音の物理的性質は、見た目よりも複雑です。古典的知見では、カフが収縮すると血管が開き、その後収縮することで音が聞こえるとされています。しかし、音の窓の詳細な「メカニズム」と、それを変化させる要因は、長らく仮説の域を出ませんでした。多くの研究結果が、動脈の形状や収縮速度から「カフ下圧」（前腕部）まで、多くの影響要因を指摘しています。これらの要因は、標準的なモデルではほとんど再現されません。
• なぜこれが収縮期高血圧にとって重要なのでしょうか？今日の診断と治療は、主に収縮期血圧に結びついています。上限血圧が系統的に過小評価されると、孤立性収縮期高血圧の一部の患者（特に高齢者）が診断不足または治療不足に陥ることになります。そのため、この方法自体における系統的誤差の原因への関心が高まっています。
• オシロメトリーもアルゴリズムによって「揺さぶられる」。自動眼圧計は音を聴くのではなく、カフの振動を分析し、独自の（かつクローズドな）アルゴリズムを用いて収縮期血圧（SBP）と拡張期血圧（DBP）に再計算する。これによりモデル間のばらつきが生じ、カフ下の基本的な流体力学的な挙動が排除されるわけではない。したがって、理想的に実行された測定技術であっても、必ずしも系統的な変動を「修正」できるわけではない。
• 測定技術は、問題の半分を解決します。腕の位置や支え方が適切でない、カフのサイズが合っていない、測定中に会話をしている、コーヒーやニコチンを摂取したことがあるなど、こうした要因によって数値が数mmHgも変動する可能性があります。AHA/ACCの推奨と欧州ガイドラインでは、腕を心臓の高さに保ち支える、適切なサイズのカフを使用する、間隔をあけて2～3回繰り返す、3～5分間休憩する、足を組まない、といったことが推奨されています。JAMA IM研究では、腕の位置といった些細なことでも測定値に大きな変化が見られました。
• 本研究には何が欠けていたのでしょうか？臨床医は長年、カフが収縮期血圧の一部を「失う」ことを認識していましたが、現実世界の「血管の完全閉鎖＋カフ遠位部の低圧」というシナリオを考慮したメカニズムの説明はありませんでした。実験モデルでは通常、完全には収縮しない円形チューブが使用されていました。ケンブリッジ大学の研究は、完全な閉鎖を再現し、「下流」の低圧がトーンウィンドウをシフトさせることで動脈の再開通を遅らせる様子を示しました。これが、収縮期血圧の系統的な過小評価と拡張期血圧の過大評価につながったのです。
• なぜクリニックにこれが必要なのでしょうか？新しい機器を使わずに校正を行うためです。「下流」圧力の役割を理解することで、プロトコルの修正（採血前の手の位置／操作の標準化）や自動機器のソフトウェア調整の可能性が生まれます。つまり、眼圧計を全て交換することなく精度を向上させる方法です。

彼らは具体的に何をしたのでしょうか?

研究者たちは、「カフ」測定の重要な条件、すなわち「動脈」の圧迫、カフ下方の血流停止、そしてそれに続く緩やかな解放を再現する物理的な装置を組み立てました。従来の円形のゴムチューブを用いたモデルとは異なり、本研究では、カフ下の実際の動脈と同様に、ポンプ動作によって完全に閉じる平らに落ちるチャネルを使用しました。これにより、「下流」（前腕）の低圧の影響、つまり実際の腕で上腕動脈が圧迫された際に発生するモードを試験することが可能になりました。

主な調査結果は「再開の遅れ」

カフが血管を圧迫すると、カフより下の血管の圧力が急激に低下し、低い「プラトー」状態を維持します。カフを解放すると、この圧力差によって動脈が予想よりも長く閉塞状態になります。つまり、コロトコフ音の出現の「窓」（上側/下側を数える窓）がずれ、装置/観察者の反応が遅れるのです。その結果、収縮期血圧は過小評価され、拡張期血圧は過大評価されます。「下流」圧力が低いほど、誤差が大きくなります。これまで、このメカニズムは実験モデルでは再現できず、「浮動収縮期」現象は謎のままでした。

なぜこれが重要なのでしょうか?

• 高血圧は早期死亡の第1位のリスクです。上血圧が常に低い場合、患者は診断・治療を受けられない可能性があります。これまでのレビューや臨床比較では、カフ収縮期血圧と侵襲性（血管内）収縮期血圧の間に矛盾があることが報告されていますが、今回の新たな研究ではその理由が説明されています。
• 解決策 — 機器の全面的なアップグレードは不要。著者らは、プロトコルによって精度を向上できることを示しています。例えば、事前に腕を上げ（予測可能な「下流」圧力を発生させる）、その後、予測可能な補正を考慮することで、精度が向上します。将来的には、年齢、BMI、組織特性を「下流」圧力の代替として考慮し、個々の補正を行うデバイスが実現可能になります。

これによって何が変わるのか（クリニックと家庭）

• 医療従事者向け。適切な測定基準（腕囲に基づくカフの選択、「腕は心臓の高さ」、背中を支え、足を組まない、測定前3～5分間の安静、少なくとも2回の繰り返し記録）に加えて、腕の位置をモニタリングし、減圧前の「持ち上げて下げて測定する」という統一した手順をキャリブレーションとして検討する価値があります。公式ガイドラインではまだ義務付けられていませんが、本研究はプロトコルの更新と臨床試験の方向性を示しています。
• 自宅で測定する方へ。精度を「最も安価に」向上させる方法は、正しい測定方法です。適切なサイズのカフを装着し、腕を心臓の高さでテーブルに置き、会話をせずに5分間静かに座り、1分間隔で2～3回測定して平均値を求めます。これらの手順だけで、機器を「アップグレード」するよりもはるかに誤差を減らすことができます。

これは、新しい圧力技術の競争にどのように当てはまるのでしょうか?

「古典的な方法」の較正法を模索する一方で、光学式（SCOS）から超音波式（「共鳴ソノマノメトリー」）まで、連続的かつカフレスモニタリングのための代替アプローチが並行して開発されています。しかし、これらの方法も検証と静水圧補正の問題に直面するでしょう。カフは今後も長きにわたり診療所や在宅医療の主流であり続けるため、古典的な方法の新たな物理的特性は既に重要です。そして、カフはより高精度に測定できる可能性があります。

限界と次のステップ

この研究は物理モデルによるメカニズムの説明とプロトコルの解決策を提示していますが、今後は臨床試験が必要です。提案された手法（例えば、測定前の手の位置の標準化など）が、年齢、体型、合併症の異なる実際の患者における過小評価をどの程度修正できるかを検証する必要があります。ケンブリッジ研究チームは、すでにこのような研究のためのパートナーを探しています。

出典：Bassil K.、Agarwal A.カフによる血圧測定における収縮期血圧の過小評価、PNAS Nexus 4(8): pgaf222、2025年8月12日。https ://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgaf222