水銀柱ミリメートル

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水銀柱ミリメートル
: millimetre of mercury: millimeter of mercury
水銀式血圧計
記号 mmHg
メートル法
圧力
SI  約133.322 368Pa
定義
101 325 / 760 Pa(計量法[1]
由来 高さ 1 mm の水銀柱が与える圧力(廃止された定義)
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水銀柱ミリメートル(すいぎんちゅうミリメートル)またはミリメートル水銀柱(ミリメートルすいぎんちゅう)は、圧力単位である。国際単位系 (SI) の単位ではないが、いくつかの国で血圧の計量単位として使われている。SI国際文書では、「その他の非 SI 単位」(「SI併用単位、表8 その他の非SI単位」)に挙げられているが、使用が推奨されているわけではない。

定義[編集]

日本の計量法[2]において、水銀柱ミリメートルは正確に 101 325/760 Pa と定義されている。これは標準大気圧1760という意味である。約 133.322 Pa に当たる。

歴史的な由来[編集]

かつては、水銀柱ミリメートルの定義は「高さ1ミリメートル水銀柱が与える圧力」であった。そして水銀柱ミリメートルとトルは同じ値となるよう定義されていた。現在では日本において、水銀柱ミリメートルとトルの定義は完全に同一である。上記の歴史的定義はその後廃止され、現在では定義の項にあるとおり、パスカルによって直接に定義されている。

なお、イギリスの工業規格[3]は正確に 133.322387415 Pa と定義している。

単位の名称および記号[編集]

この単位の名称は、英語: millimetre of mercury: millimeter of mercuryと規定されており、その日本語訳として「水銀柱ミリメートル」または「ミリメートル水銀柱」の呼称があてられている。また、それを省略した「ミリ水銀」「ミリエイチジー」「ミリメートルエイチジー」という呼称が使用されることがある。また、単位の記号は、「mmHg」であり、大文字と小文字を区別しなければならない[4][5]

歴史[編集]

水銀圧力計は、初の精密な圧力計だった。水銀圧力計は、接続された2つの水銀溜まりの液面の違いで、2つの流体の圧力の違いを示した。このため、かつては「水銀柱ミリメートル(又は水銀柱インチ)」で圧力を測るのが慣例となっていた。

今日では、水銀の毒性や、水銀柱の感度が温度と局地的な重力加速度の影響を受けること、他の計測器の方が扱いやすいことから、水銀圧力計はあまり使用されない。

2つの水銀柱の液面の高さの差に、局地的な重力加速度と水銀の密度を掛けることで、実際の水銀柱の示度は、他の圧力の基本単位に換算することができる。水銀の密度が温度と重力加速度に依存するため、これらの2つのパラメータの特定の基準値が採用された。この結果、「水銀柱ミリメートル」は、重力加速度が正確に 9.80665 m/s2 のときに、高さ1ミリメートルの、密度が正確に 13595.1 kg/m3 の水銀柱による与えられる圧力と定義されていた。

ここで、13595.1 kg/m3 は温度 0 のときの水銀の密度であり、9.80665 m/s2標準重力加速度である。この定義による水銀柱ミリメートルの値は、133.322387415 Pa (13.5951 g/cm3 × 9.80665 m/s2 × 1 mm)ということになり、イギリスの工業規格ではこの値を水銀柱ミリメートルの定義値としているが、計測値が不安定なので、このような12桁もの数値は意味がない。実際、NISTのSIガイドでも、トル及び水銀柱ミリメートルの換算値として、133.3224 Pa という有効数値7桁の数値を掲げており、これ以上の桁数は水銀圧縮率密度の安定性の点で無意味としている[6]

通常、実際の水銀柱を使って圧力の計測を行う場合は、そのときの温度ので水銀の密度、その場所の重力加速度、大気・水・その他の流体の密度を考慮に入れて値を修正する必要があった[7]

使用[編集]

SI[編集]

圧力SI単位はパスカルである。水銀柱ミリメートルとトルSI併用単位にもなっていない非SI単位である点で共通している。しかし、水銀柱ミリメートルの方が、次の3点でトルよりも、より認められている単位であるということができる。

  • 水銀柱ミリメートルは、SIについての国際度量衡局(BIPM)の正式文書[8]では、「SI と併用される非 SI 単位,及び基礎定数をよりどころとする単位」のひとつとされ、表8[9]に、海里オングストロームと並んで記載されている。これに対して、トルは同文書に掲げられていない。
  • 水銀柱ミリメートルは、「圧力」全般の計量に使用できる。
  • 水銀柱ミリメートルの数値は、約 133.322 Pa とされている。これに対して、トルの数値は掲げられていない。

トルは、SIでは、石油のバレルインチヤードと同様に「使うことが推奨されないその他の非 SI 単位」[10]とされて、同文書に全く扱われておらず、したがって定義も数値も定められていない。

各国[編集]

いくつかの国では、水銀柱ミリメートルを血圧の計量に使うことができる。ヨーロッパでは、1979年欧州経済共同体 (EEC) の Council Directive 80/181/EEC により、mmHg は「血圧及び他の体液の圧力」に使用が限定された[11]

日本における使い分け[編集]

日本の計量法体系は、水銀柱ミリメートルとトルを次のように使い分けている。

  • 水銀柱ミリメートルは「血圧」の計量に限って用いることができる[12]。なお、血圧の計量には、その他の単位(水銀柱メートル水柱メートル、水銀柱センチメートル、水柱ミリメートル及び水柱センチメートル)を用いることはできない。
  • トル、ミリトル、マイクロトル、は「生体内の圧力」の計量に限って用いることができる[13]

真空工学等の分野ではいまだにトルが使用されることがあるが、これはパスカルへ置き換えることが推奨されている。

また、2013年9月30日までは「生体内の圧力」の計量に限って、水銀柱メートルが認められていた[14](当初は1999年9月30日までであったが、猶予期限が何度か延期されている)。

生体内圧力における恒久使用[編集]

「生体内の圧力」に水銀柱ミリメートル及び水柱メートル並びにこれらに十の整数乗を乗じたものを表す計量単位である水銀柱ミリメートル、水銀柱センチメートル、水柱ミリメートル及び水柱センチメートル(まとめて「6単位」という。)が使用できるのは、2013年9月30日までの予定であったが、トル・パスカルへの移行が一向に進まず水銀柱メートル等が使用され続けていること、 各国の法定計量機関においても生体内の圧力に係る単位についてもはや SI 化を志向していないこと、などにかんがみ、水銀柱ミリメートルの使用を期限の定めなく認めることになった[15]。このため、計量単位令の別表第6の項番11「生体内の圧力の計量」に用いることのできる単位として、これまでのトル、ミリトル、マイクロトルに加えて[16]、水銀柱ミリメートルなどの「6単位」を追加することになり、関係政令・省令が2013年9月26日に改正された[17][18][19][20]。これによって、血圧の計量には水銀柱ミリメートルのみが使用することができるのに対して、生体内圧力の計量には、従来のトル、ミリトル、マイクロトル以外にも上記の6単位、合わせて9単位が使用できることになった。

なお、「生体内の圧力」とは、例えば、頭蓋内圧力、眼圧気道内圧、膀胱内圧力のことであり、「血圧」はここでいう「生体内の圧力」ではないことに注意[21]

他の水銀柱単位[編集]

以下の単位は、mmHgと同様に、歴史的には水銀柱の高さに基づく単位であったが、現在はパスカルから直接に定義されている[22]

関連項目[編集]

圧力の単位
パスカルSI単位) バール 工学気圧 気圧 トル psi
1 Pa ≡ 1 N/m2 = 10−5 bar ≈ 10.2×10−6 at ≈ 9.87×10−6 atm ≈ 7.5×10−3 Torr ≈ 145×10−6 psi
1 bar = 100 000 Pa ≡ 106 dyn/cm2 ≈ 1.02 at ≈ 0.987 atm ≈ 750 Torr ≈ 14.504 psi
1 at = 98 066.5 Pa = 0.980665 bar ≡ 1 kgf/cm2 ≈ 0.968 atm ≈ 736 Torr ≈ 14.223 psi
1 atm = 101325 Pa = 1.01325 bar ≈ 1.033 at p0 = 760 Torr ≈ 14.696 psi
1 Torr ≈ 133.322 Pa ≈ 1.333×10−3 bar ≈ 1.360×10−3 at ≈ 1.316×10−3 atm ≡ 1 mmHg ≈ 19.337×10−3 psi
1 psi ≈ 6894.757 Pa ≈ 68.948×10−3 bar ≈ 70.307×10−3 at ≈ 68.046×10−3 atm ≈ 51.7149 Torr ≡ 1 lbf/in2

出典[編集]

  1. ^ 計量単位令別表第六(第五条関係) 項番12
  2. ^ 計量単位令別表第六(第五条関係) 項番12
  3. ^ BS 350: Part 1: 1974 - Conversion factors and tables. British Standards Institution. (1974). p. 49. 
  4. ^ 国際度量衡局 (2006), The International System of Units (SI) (8th ed.), p. 127, ISBN 92-822-2213-6, http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8_en.pdf (日本語訳:産業技術総合研究所計量標準総合センター, 国際文書第8版 国際単位系(SI) 日本語版, ISBN 978-4-542-30182-5, http://www.nmij.jp/library/units/si/R8/SI8J.pdf 
  5. ^ 計量単位規則 別表第4、生体内の圧力の計量及び血圧の計量の欄
  6. ^ NIST Guide to the SI Units - Footnotes No.12(英語)
  7. ^ Kaye, G.W.C.; Laby, T.H. (1986). Tables of Physical and Chemical Constants (XV ed.). Longman. pp. 22-23. ISBN 0582463548. 
  8. ^ The International System of Units (SI) (PDF) (英語)
  9. ^ BIPM - Table 8 - 翻訳は、「国際単位系(SI)」 (PDF) の p. 40.
  10. ^ BIPM - other units (contd) - 翻訳は、「国際単位系(SI)」の p. 41.
  11. ^ conventional millimeters of mercury(英語)
  12. ^ [1] 計量単位令 別表第六(第五条関係) 項番12 血圧の計量
  13. ^ [2] 計量単位令 別表第六 (第五条関係) 項番11 生体内の圧力の計量
  14. ^ 計量法附則第四条の計量単位等を定める政令
  15. ^ [3] 計量行政審議会 基本部会(第1回)2013年8月1日開催‐配布資料  計量単位令の一部を改正する政令案についてー生体内圧力単位(「水銀柱メートル」・「水柱メートル」)の使用期限の到来-、産業技術環境局 計量行政室、2013年8月  
  16. ^ 計量単位令、別表第6 項番11
  17. ^ 計量単位令の一部改正に係る事前評価書 、 経済産業省 技術環境局 知的基盤課 計量行政室長 高野 芳久
  18. ^ [4] 「計量単位令の一部を改正する政令が閣議決定されました」、経済産業省 産業技術環境局 計量行政室、2013年9月20日
  19. ^ [5]
  20. ^ [6]
  21. ^ [7] 生体内圧力の計量単位について(周知) 2011年12月 経済産業省 計量行政室
  22. ^ 計量単位令別表第六(第五条関係) 項番11