JP7053990B2 - Sensor module fixing device - Google Patents
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Description
本開示はセンサモジュール固定器具に関し、特に血圧測定用のセンサモジュールを被検者の体表面に固定する固定器具に関する。 The present disclosure relates to a sensor module fixing device, and particularly to a fixing device for fixing a sensor module for blood pressure measurement to the body surface of a subject.
一般的な血圧を測定は、まずカフと呼ばれる圧迫部を膨らませて腕の動脈を完全に押し潰し、動脈血流を一旦止める。その後、カフの圧を徐々に弱め、動脈血流が再開する圧力を測定する。動脈血流の再開は、動脈血流に由来する雑音(コロトコフ音)又は動脈上の皮膚振動により検出する。 To measure blood pressure in general, first, a compression part called a cuff is inflated to completely crush the artery in the arm, and the arterial blood flow is temporarily stopped. Then, the pressure of the cuff is gradually reduced, and the pressure at which the arterial blood flow resumes is measured. Resumption of arterial blood flow is detected by noise (Korotkoff sounds) derived from arterial blood flow or skin vibration on the arteries.
血液透析の際のリスク管理等において、透析療法中に継続して血圧を測定することが求められる場合がある。しかし、カフにより血流を止める方法は、腕を固定して強く圧迫するため、長時間の継続的な測定には不向きである。指先等に装着して血圧を測定する小型の装置は存在するが、このような装置は測定精度が低く、血液透析のリスク管理に使用するには問題がある。 In risk management during hemodialysis, it may be required to continuously measure blood pressure during dialysis therapy. However, the method of stopping blood flow with a cuff is not suitable for long-term continuous measurement because the arm is fixed and strongly pressed. Although there are small devices that can be attached to fingertips to measure blood pressure, such devices have low measurement accuracy and are problematic for use in risk management of hemodialysis.
血流を止めることなく血圧を測定する方法として、血管壁の圧力変動を測定する方法が検討されている(例えば、特許文献1を参照。)。この場合、腕の動脈上の皮膚に圧力センサを設置し、可撓性の袋等を膨らませることにより動脈を潰さない程度の圧力を加える。これにより動脈圧(血圧)の変動がセンサに伝わるため、血圧を連続的に測定することができる。 As a method of measuring blood pressure without stopping blood flow, a method of measuring pressure fluctuation of a blood vessel wall has been studied (see, for example, Patent Document 1). In this case, a pressure sensor is installed on the skin on the artery of the arm, and a pressure that does not crush the artery is applied by inflating a flexible bag or the like. As a result, fluctuations in arterial pressure (blood pressure) are transmitted to the sensor, so blood pressure can be continuously measured.
しかしながら、可撓性の袋を膨らませて適切な圧力を加えるためには、細かな調整が必要であり、何らかの圧力測定手段を用いて適切な圧力が加えられているかどうかを毎回測定する必要がある。また、袋を膨らませるためのコンプレッサ等が必要であり、装置が大がかりになる。 However, inflating the flexible bag and applying the appropriate pressure requires fine adjustment, and it is necessary to measure whether or not the appropriate pressure is applied each time by using some pressure measuring means. .. In addition, a compressor or the like for inflating the bag is required, which makes the device large-scale.
本開示の課題は、血圧を測定するセンサを測定部位に容易に装着できるようにすることである。 An object of the present disclosure is to make it possible to easily attach a sensor for measuring blood pressure to a measurement site.
本開示のセンサモジュール固定器具の一態様は、標的血管が含まれる測定部位を挟み込む第1アーム及び第2アームと、第1アームと第2アームとを固定端において回動可能に接続するヒンジ部とを備え、第1アームは、標的血管の拍動による上下動に基づいて血圧を測定するセンサモジュールが取り付けられる開口部を有し、ヒンジ部は、第1アームの自由端と第2アームの自由端との間隔が小さくなる方向にのみ回転するワンウエイクラッチを有し、開口部に取り付けられたセンサモジュールは、第1アーム及び第2アームに挟み込まれた測定部位に対し相対的に静止した状態となり、測定面が標的血管直上の皮膚表面と当接する。 One aspect of the sensor module fixing device of the present disclosure is a hinge portion that rotatably connects the first arm and the second arm that sandwich the measurement site including the target blood vessel, and the first arm and the second arm at the fixed end. The first arm has an opening to which a sensor module for measuring blood pressure based on the up-and-down movement of the target blood vessel is attached, and the hinge portion is a free end of the first arm and a second arm. It has a one-way clutch that rotates only in the direction in which the distance from the free end becomes smaller, and the sensor module attached to the opening is in a state of being relatively stationary with respect to the measurement site sandwiched between the first arm and the second arm. The measurement surface comes into contact with the skin surface directly above the target blood vessel.
このような構成とすることにより、大きな圧力を加えることなく、センサモジュールを測定部位に対して相対的に静止した状態で測定部位に固定することができる。このため、標的血管の拍動による上下動の大きさをセンサモジュールに精度良く伝達して、高精度の血圧測定を連続して行うことが可能となる。 With such a configuration, the sensor module can be fixed to the measurement site in a state of being relatively stationary with respect to the measurement site without applying a large pressure. Therefore, the magnitude of the vertical movement due to the pulsation of the target blood vessel can be accurately transmitted to the sensor module, and high-precision blood pressure measurement can be continuously performed.
センサモジュール固定器具の一態様において、センサモジュールは、センサ取り付け部を介して開口部に取り付けられ、開口部は、長軸が第1アームの自由端と固定端とを結ぶ方向に延び、センサ取り付け部は、長軸方向にスライド可能に開口部に取り付けることができる。このような構成とすることにより、様々な被検者に対応することが容易となる。 In one aspect of the sensor module fixing device, the sensor module is attached to the opening via the sensor mounting portion, and the opening extends in the direction in which the long axis connects the free end and the fixed end of the first arm to mount the sensor. The portion can be slidably attached to the opening in the longitudinal direction. With such a configuration, it becomes easy to deal with various subjects.
センサモジュール固定器具の一態様において、第2アームの幅は、第1アームの幅よりも広くすることができる。このような構成とすることにより、測定部位により安定してセンサモジュールを固定することができる。 In one aspect of the sensor module fixing device, the width of the second arm can be wider than the width of the first arm. With such a configuration, the sensor module can be more stably fixed to the measurement site.
センサモジュール固定器具の一態様において、センサモジュールは、歪みセンサと、剛体である伝達部材と、歪みセンサ及び伝達部材を収容するケースとを有し、伝達部材は、上端が歪みセンサと接し、下端がケースの底面から露出し、上下方向に移動可能で且つ水平方向の移動が規制されるようにケース内に保持され、伝達部材の下端は測定面とすることができる。このような構成とすることにより、標的血管の拍動による上下動を精度良く検出し、正確な血圧測定を行うことが可能となる。 In one aspect of the sensor module fixing device, the sensor module has a strain sensor, a rigid transmission member, and a case for accommodating the strain sensor and the transmission member, and the upper end of the transmission member is in contact with the strain sensor and the lower end thereof. Is exposed from the bottom surface of the case and is held in the case so as to be movable in the vertical direction and restricted in the horizontal movement, and the lower end of the transmission member can be a measurement surface. With such a configuration, it is possible to accurately detect the vertical movement due to the pulsation of the target blood vessel and perform accurate blood pressure measurement.
本開示の血圧測定装置の一態様は、本開示のセンサモジュール固定器具と、開口部に着脱可能に取り付けられるセンサモジュールとを備えている。このような血圧測定装置により、長時間の継続した血圧測定が容易に且つ正確に行うことが可能となる。 One aspect of the blood pressure measuring device of the present disclosure comprises the sensor module fixing device of the present disclosure and a sensor module detachably attached to an opening. With such a blood pressure measuring device, continuous blood pressure measurement for a long period of time can be easily and accurately performed.
本開示のセンサモジュール固定器具によれば、血圧を測定するためのセンサモジュールを測定部位に容易に装着できる。 According to the sensor module fixing device of the present disclosure, a sensor module for measuring blood pressure can be easily attached to a measurement site.
図1及び図2に示すように、本実施形態のセンサモジュール固定器具100は、血圧測定用のセンサモジュール200を被検者の前腕等の測定部位300に固定することができ、測定部位300を挟み込む第1アーム101及び第2アーム102を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the sensor
第1アーム101と第2アーム102とは、ヒンジ部103により固定端において互いに接続されており、第1アーム101と第2アーム102とは、ヒンジ部103を回転軸として互いに回動させることができる。ヒンジ部103は、ワンウエイクラッチを有し、制限状態とした場合には、第1アーム101及び第2アーム102の固定端と反対側の端部である自由端を互いに接近する方向にのみ回転させることができ、開放状態とした場合には、双方向に回転させることができる。
The
第1アーム101は、血圧測定用のセンサモジュール200が取り付けられる開口部101aを有している。第1アーム101及び第2アーム102は、測定部位300の標的血管301が開口部101aの位置と重なるようにして測定部位300を挟み込むことができる。
The
開口部101aには、センサ取り付け部105を介してセンサモジュール200が取り外し可能に取り付けられる。開口部101aは長軸が第1アームの固定端側と自由端側とを結ぶ方向に延びる平面略長方形状であり、センサ取り付け部105は、長軸方向にスライド可能に開口部101aに取り付けられている。具体的には、開口部101aの側壁にスライド凸部101bが設けられており、センサ取り付け部105の側面に設けられた溝部がスライド凸部101bと係合している。なお、開口部101aの側壁にスライド溝部を設け、センサ取り付け部105の側面に凸部を設けることもできる。
The
センサ取り付け部105は、上下に貫通する取り付け孔105aを有しており、センサモジュール200は、取り付け孔105aに取り外し可能に挿入される。センサモジュール200の側面には、突起を有する可撓片200aが設けられており、大きな力を加えることなく、取り付け孔105aに取り外し可能に挿入することができる。
The
測定部位300の形状及び測定部位300における標的血管301の位置は、被検者によって異なっている。センサモジュール200をセンサ取り付け部105を介して開口部101aに移動可能に取り付けることにより、様々な被検者に対応することが可能となる。但し、センサモジュール200を開口部101aに直接取り付ける構成とすることもできる。また、センサモジュール200を移動できないように開口部101aに固定することもできる。
The shape of the
開口部101aに取り付けられるセンサモジュール200は、標的血管301の拍動による上下動に基づいて血圧を測定することができる。具体的な構成の例を挙げると、図3に示すように、歪みセンサ201と、伝達部材203と、歪みセンサ201及び伝達部材203を収容するケース205とを有している。伝達部材203は、測定部位300に存在する標的血管301の上下動を歪みセンサ201に伝達する剛体である。伝達部材203は、上端が歪みセンサ201と接し、下端がケース205の底面から露出し、測定部位300と当接する測定面となる。
The
ケース205が測定部位300に対して相対的に静止した状態で測定面が標的血管301の直上を覆う皮膚と接するようにすれば、脈拍による標的血管301の上下動に応じて、伝達部材203も上下動して、歪みセンサ201に力が伝達される。これにより、歪みセンサ201に歪みが生じ、歪みの大きさに応じた信号が出力される。伝達部材203を持ち上げるために必要な圧力と、歪みセンサ201の出力との相関をあらかじめ測定しておくことにより、歪みセンサ201の信号値から血圧を求めることができる。
If the measurement surface is in contact with the skin covering directly above the
このようなセンサモジュール200により血圧を測定する際には、ケース205の位置が拍動により動かず且つ伝達部材203の上下動を阻害しない一定の力で固定することが重要となる。測定部位300に巻き付けたベルト等によりケース205を固定する場合、締め付ける力が弱すぎると、標的血管301の拍動により伝達部材203だけでなくケース205も上下動してしまう。一方、締め付ける力が強すぎると血管に圧力が加わり正確な血圧を測定することができない。ベルト等の可撓性の部材によりセンサモジュールを測定部位300に固定しようとすると、ベルトも測定部位300も変形するため、締め付ける力を正確に調整することは困難である。
When measuring blood pressure with such a
本実施形態のセンサモジュール固定器具100は、硬質の第1アーム101と第2アーム102とがワンウエイクラッチを有するヒンジ部103を介して接続されている。ヒンジ部103を制限状態として第1アーム101と第2アーム102とを、それぞれ測定部位300の互いに反対側の面に当接させる。硬質の第1アーム101及び第2アーム102はほとんど変形しないため、測定部位300を軽く挟み込むだけで、血管の拍動によるケース205の上下動はほとんど生じない。このため、正確な血圧測定を容易に行うことが可能となる。
In the sensor
第1アーム101及び第2アーム102は、ある程度硬質の部材により形成することができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)、ポリカーボネート、硬質塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド及びポリエーテルスルホン等の樹脂により形成することができる。
The
本実施形態のセンサモジュール固定器具100は、開口部101a又はセンサ取り付け部105の取り付け孔から、測定部位300の標的血管301の位置を視認しながら、第1アーム101と第2アーム102との間隔を小さくしていくことができる。このため、センサモジュール200を正確に標的血管301の上に配置することが容易となる。標的血管301の位置は、シャント血管の場合には皮膚表面から容易に視認できる。通常の動脈のように皮膚表面からの目視が困難な場合には、あらかじめ標的血管301の位置を示すマーカーを皮膚表面につけておくことにより位置を視認することができる。
In the sensor
第1アーム101及び第2アーム102は、測定部位300の形状に合わせて曲面状にすることが好ましい。例えば、測定部位300が前腕である場合には、第1アーム101と第2アーム102との間にできる空間の断面が略楕円形状となるようにすることが好ましい。例えば、長軸が60mm程度で短軸が45mm程度の楕円形の空間ができるようにすれば、一般的な多くの被検者の前腕に対応することが可能となる。なお、大きさは被検者や測定部位に応じて適宜変更することができる。
The
第1アーム101及び第2アーム102の幅は、特に限定されず、センサモジュール200を取り付けることができればよく、器具を小型化する観点からは、第1アーム101と第2アーム102との幅をほぼ同じにすることが好ましい。しかし、図4に示すように、第2アーム102の幅を第1アーム101の幅よりも大きくしてもよい。このような構成とすることにより、測定部位300と第2アーム102との当接面を大きくできるので、センサモジュール固定器具100の位置をさらに安定させることができる。なお、第1アーム101及び第2アーム102の幅とは、固定端と自由端とを結ぶ方向に交差する方向の長さである。
The widths of the
ヒンジ部103に設けるワンウエイクラッチは、例えば、内輪と外輪とを有し、外輪が内輪に対し一方向に回転でき他方向にはロックがかかり回転しないような構成のものを用いることができる。この場合、第2アーム102を内輪に固定し、制限状態においては第1アーム101を外輪に係合させる。これにより、第1アーム101は、ワンウエイクラッチにより、第2アーム102に接近する方向にのみ移動する。一方、解除状態においては第1アーム101と外輪とを独立させる。これにより、第1アーム101は、第2アームから遠ざかる方向にも移動できる。
The one-way clutch provided on the
この他、例えば第1アーム101は外輪に固定し、第2アーム102を内輪に固定し、制限状態においては内輪と外輪とが係合して一方向にしか回転せず、解除状態においては内輪と外輪との係合を解除して双方向に回転する構成とすることもできる。
In addition, for example, the
センサモジュール200に用いる歪みセンサ201は、特に限定されないが、図3に示すような、歪みゲージ211を板バネ212の表面に貼り付けたものを用いることができる。この場合、板バネ212に生じる歪みの大きさを、板バネ212に貼り付けられた歪みゲージ211により測定できる。
The
歪みゲージ211は、できるだけ高感度で低消費電力のものが好ましい。例えば、ゲージ率が2以上、好ましくは5以上、より好ましくは10以上、さらに好ましくは20以上の歪ゲージを用いることができる。例えば、金属抵抗歪ゲージ、半導体歪ゲージ、及び磁歪効果型歪ゲージ等を用いることができる。中でも、半導体ピエゾ抵抗素子を用いた半導体歪みゲージは高感度で低消費電力であり好ましい。
The
なお、このような構成に限らず、ダイアフラム等と歪みゲージとを組み合わせた構成のセンサ又は光ファイバ式のセンサ等を用いることもできる。 In addition, the present invention is not limited to such a configuration, and a sensor having a configuration in which a diaphragm or the like and a strain gauge are combined, an optical fiber type sensor, or the like can also be used.
伝達部材203は、標的血管301の上下動を、歪みセンサ201に伝達できればどのような構成としてもよく、例えば円柱状又は角柱状とすることができる。伝達部材203の材質は特に限定されず、標的血管301の上下動を歪みセンサ201に伝達できる程度の剛性を有していればよい。伝達部材203は、標的血管301の上下動の障害とならないように、できるだけ軽い方がよい。伝達部材203は、例えば、硬質樹脂の成形体等とすることができる。軽くするために、伝達部材203の内部を中空にすることもできる。
The
本実施形態において、測定面である伝達部材203の底面を半球面とした。このような構成とすることにより、動脈を対象とした血圧測定が容易となる。
In the present embodiment, the bottom surface of the
歪みセンサ201が板バネ212を用いたセンサである場合、標的血管301の上下動を板バネ212に正確に伝えるために、伝達部材203と板バネ212との接触面積を小さくすることが好ましい。例えば、伝達部材203の上端部に突起を設けることができる。突起は中心部に点状に設けることも、径方向に横切るリッジ状に設けることもできる。但し、伝達部材203と歪みセンサ201との当接部の構成は、歪みセンサ201の構成に応じて決定すればよい。
When the
センサモジュール200は、歪みセンサ201を駆動する駆動部231を有していてもよい。駆動部231は、使用する歪みセンサ201の種類に応じて適切な回路を選択すればよい。抵抗変化を生じる歪センサの場合には、例えばホイートストンブリッジ回路を用いることができる。
The
駆動部231は、歪みセンサ201から受け取った信号を、血圧の値に変換する信号処理部を含んでいてもよい。得られた血圧の値は、出力端子から外部の処理装置に出力することができる。但し、歪みセンサ201の信号を血圧に変換せず出力し、外部の処理装置において信号処理を行うこともできる。駆動部231と外部の処理装置とは、有線又は無線により接続することができる。なお、駆動部231はセンサモジュール200の外部に設けることもできる。
The
本実施形態のセンサモジュール固定器具100を用いることにより、血圧測定用のセンサモジュール200を標的血管301の上に簡単に装着して血圧を連続的に測定することができる。
By using the sensor
例えば、まず台等の上に第2アーム102を配置し、第2アーム102の上に測定部位300を配置する。この後、ヒンジ部103を制限状態として、第1アーム101が測定部位300と接するまで、第1アーム101を第2アーム102に接近させる。この際に、標的血管301自体又はその位置を示すマーカー等を開口部101aから視認しながら第1アーム101を移動させることができる。これにより、開口部101aが標的血管301と重なるようにして、センサモジュール固定器具100により測定部位300を挟み込むことが容易にできる。続いて、取り付け孔105aの中心部に標的血管301が位置するように、取り付け部105をスライドさせる。この後、取り付け孔105aにセンサモジュール200を取り付ける。このようにすれば、センサモジュール200の測定面を標的血管301直上の皮膚表面に当接させることが容易にできる。
For example, first, the
ワンウエイクラッチにより、第1アーム101は第2アーム102から遠ざかる方向に移動しないため、大きな圧力を加えることなくセンサモジュール200の位置を測定部位に対して相対的に静止した状態で固定できる。このため、標的血管301の拍動による上下移動の大きさを伝達部材203を介して精度良く歪みセンサ201に伝達することができ、正確な血圧測定が可能となる。また、測定部位300を大きな力で圧迫することがないため、被検者の負担が小さく、連続して血圧測定を行うことが容易となる。
Since the
測定終了後は、ヒンジ部103を開放状態として、第1アーム101と第2アーム102との感覚を拡げれば、センサモジュール固定器具100を容易に取り外すことができる。
After the measurement is completed, the sensor
本実施形態のセンサモジュール固定器具100は、前腕の動脈を標的血管301とする血圧測定に用いることができる。また、標的血管301を、前腕に設けられたシャント血管の吻合部とすることもできる。シャント血管により血圧を測定する場合は、伝達部材203の底面を平坦面とし、シャント血管上の隆起した皮膚の表面と、測定面とを面接触させることが好ましい。これにより、シャント血管の上下動を正確に伝達することができる。
The sensor
なお、本実施形態のセンサモジュール固定器具100を装着する血圧の測定部位300は、前腕に限らず、上腕、大腿部及び下腿部等の体の他の部分とすることができる。
The blood
本開示のセンサモジュール固定器具は、血圧を測定するためのセンサモジュールを測定部位に容易に装着でき、特に連続的な血圧測定を行う血圧測定装置等として有用である。 The sensor module fixing device of the present disclosure can easily attach a sensor module for measuring blood pressure to a measurement site, and is particularly useful as a blood pressure measuring device or the like for continuous blood pressure measurement.
100 センサモジュール固定器具
101 第1アーム
101a 開口部
101b スライド凸部
102 第2アーム
103 ヒンジ部
105 センサ取り付け部
105a 取り付け孔
200 センサモジュール
200a 可撓片
201 センサ
203 伝達部材
205 ケース
211 ゲージ
212 板バネ
231 駆動部
300 測定部位
301 血管
100 Sensor
Claims (5)
前記第1アームは、前記標的血管の拍動による上下動に基づいて血圧を測定するセンサモジュールが取り付けられる開口部を有し、
前記ヒンジ部は、前記第1アームの自由端と前記第2アームの自由端との間隔が小さくなる方向にのみ回転するワンウエイクラッチを有し、
前記第1アームと前記第2アームとを近接させて前記測定部位を挟み込んだ状態において前記開口部に取り付けられたセンサモジュールは、ケースが前記第1アーム及び前記第2アームに挟み込まれた前記測定部位に対し相対的に静止した状態となり、測定面が前記標的血管直上の皮膚表面と当接し、前記標的血管の拍動により上下動する、センサモジュール固定器具。 It is provided with a first arm and a second arm that sandwich a measurement site including a target blood vessel, and a hinge portion that rotatably connects the first arm and the second arm at a fixed end.
The first arm has an opening to which a sensor module for measuring blood pressure based on the vertical movement of the target blood vessel due to pulsation is attached.
The hinge portion has a one-way clutch that rotates only in a direction in which the distance between the free end of the first arm and the free end of the second arm becomes small.
In the sensor module attached to the opening in a state where the first arm and the second arm are brought close to each other and the measurement portion is sandwiched, the case is sandwiched between the first arm and the second arm. A sensor module fixing device that is in a state of being relatively stationary with respect to a site, the measurement surface is in contact with the skin surface directly above the target blood vessel, and is moved up and down by the pulsation of the target blood vessel .
前記開口部は、長軸が前記第1アームの自由端と固定端とを結ぶ方向に延び、
前記センサ取り付け部は、前記センサモジュールが着脱自在に取り付けられるセンサモジュール取付孔を有し、長軸方向にスライド可能に前記開口部に取り付けられている、請求項1に記載のセンサモジュール固定器具。 The sensor module is attached to the opening via the sensor attachment.
The opening extends in a direction in which the long axis connects the free end and the fixed end of the first arm.
The sensor module fixing device according to claim 1, wherein the sensor mounting portion has a sensor module mounting hole to which the sensor module can be detachably mounted and is slidably mounted in the opening in the long axis direction.
前記伝達部材は、上端が前記歪みセンサと接し、下端が前記ケースの底面から露出し、上下方向に移動可能で且つ水平方向の移動が規制されるように前記ケース内に保持され、
前記伝達部材の下端は前記測定面となる、請求項1~3のいずれか1項に記載のセンサモジュール固定器具。 The sensor module has a strain sensor expropriated in the case and a transmission member that is a rigid body.
The transmission member is held in the case so that the upper end is in contact with the strain sensor, the lower end is exposed from the bottom surface of the case, and the transmission member is movable in the vertical direction and restricted in horizontal movement.
The sensor module fixing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the lower end of the transmission member serves as the measurement surface.
前記開口部に着脱可能に取り付けられるセンサモジュールとを備えている、血圧測定装置。 The sensor module fixing device according to any one of claims 1 to 4.
A blood pressure measuring device including a sensor module detachably attached to the opening.
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