JP2004223035A - 脈波測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】安定的に精度よく脈波を測定することが可能で、かつ小型化および一体化を図ることにより利便性が向上した脈波測定装置を提供する。
【解決手段】脈波測定装置は、半導体圧力センサ６を有するセンサユニット２０と、生体の姿勢を固定する固定台３０と、半導体圧力センサ６を生体に押圧する押圧カフ１と、押圧カフ１の押圧動作を制御する押圧手段制御部１６とを備える。押圧手段制御部１６は、固定台３０内部に配置されている。
【選択図】 図２
【解決手段】脈波測定装置は、半導体圧力センサ６を有するセンサユニット２０と、生体の姿勢を固定する固定台３０と、半導体圧力センサ６を生体に押圧する押圧カフ１と、押圧カフ１の押圧動作を制御する押圧手段制御部１６とを備える。押圧手段制御部１６は、固定台３０内部に配置されている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感圧手段を生体に押圧して脈波を測定する押圧式の脈波測定装置に関し、より特定的には、生体の姿勢を固定する固定台を備えた押圧式の脈波測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、被測定物に押圧することによりその被測定物との間の接触圧を測定する押圧式の圧力測定装置が知られている。この押圧式の圧力測定装置を応用した装置として、脈波測定装置がある。脈波測定装置は、生体の皮膚より比較的浅いところに位置する動脈に発生する脈波を測定するために、感圧手段を体表に押圧して脈波を測定する装置である。この種の押圧式の脈波測定装置においては、感圧手段として歪ゲージやダイヤフラムを利用した半導体圧力センサが用いられる。このような脈波測定装置を用いて被験者の脈波を測定することは、被験者の健康状態を知る上で非常に重要である。
【０００３】
一般に、押圧式の脈波測定装置は、上述の感圧手段と、感圧手段を生体に押圧するための押圧手段と、感圧手段から出力される信号を処理する信号処理部と、押圧手段を制御する押圧手段制御部とを備える。そして、生体に対して着脱自在に取付けられるセンサユニットに上記感圧手段、押圧手段および信号処理部の一部が設けられ、センサユニットに対して信号ケーブルを介して接続されるＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの本体に押圧手段制御部および残りの信号処理部が設けられる。
【０００４】
押圧手段としては、駆動モータを用いて感圧手段を直接昇降させて生体に押圧する押圧機構と、膨縮手段を用いて感圧手段の直上に配置された押圧カフを膨縮させることにより、感圧手段を昇降させて生体に押圧する押圧機構とが存在する。前者においては、センサユニットに駆動モータ等の押圧手段が設けられ、後者においては、押圧カフをセンサユニットに設け、エアチューブを介してセンサユニットに接続されるとともに信号ケーブルを介してＰＣに接続される別体の圧力供給装置に膨縮手段が設けられる。
【０００５】
上述の構成の脈波測定装置にあっては、信号ケーブルやエアチューブがセンサユニット、ＰＣおよび圧力供給装置の間に張り巡らされているため、装置の取扱いや持ち運びが面倒であるとともに、被験者の動きが制約されてしまうという問題を有していた。このため、ユーザの利便性を考慮し、装置の小型化と一体化が推し進められている。
【０００６】
実開昭６４−４３９０５号公報（特許文献１）には、押圧手段として駆動モータを用いて感圧手段を直接昇降させる押圧機構を採用した上で、センサユニット内に、感圧手段、押圧手段、信号処理部および押圧手段制御部を配置した血圧測定装置が開示されている。これにより、ＰＣが不要となり、装置の小型化と一体化が可能になる。
【０００７】
また、上記特許文献１には、押圧手段として押圧カフを用い、押圧カフを膨縮させることによって感圧手段を昇降させる押圧機構を採用した上で、センサユニット内に、感圧手段、押圧手段、信号処理部および押圧手段制御部を配置した血圧測定装置が示唆されている。これにより、ＰＣや圧力供給装置が不要となり、装置の小型化と一体化が可能になる。
【０００８】
一方、生体の姿勢を固定することにより、脈波を精度よく安定的に測定することが可能な脈波測定装置として、たとえば、実開平３−６７６０５号公報（特許文献２）に開示された脈波測定装置がある。この公報に開示の脈波測定装置は、手首の姿勢を固定するための固定装置を備えており、この固定装置を用いて被験者の手首の姿勢を固定した上でセンサユニットを装着する構造となっている。この固定装置を用いることにより手首の姿勢が安定的に固定されるため、より正確に動脈の直上にセンサユニットを装着することが可能となり、脈波を精度よく安定的に測定することが可能になる。
【０００９】
【特許文献１】
実開昭６４−４３９０５号公報
【００１０】
【特許文献２】
実開平３−６７６０５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示の駆動モータを用いた血圧測定装置にあっては、押圧手段が複雑化するとともに、動力源である駆動モータが信号処理部に近接配置されることにより、信号処理部にノイズが重畳し、精度よく安定的に血圧を測定することが困難になるという問題を有している。また、駆動モータを用いた押圧機構においては、感圧手段の昇降する方向が一意に決められてしまうため、曲面を有する生体の体表にセンサ面を均等に押し付けることは困難であり、精度よく安定的に血圧を測定することが困難になるという問題を有している。
【００１２】
また、上記特許文献１に示唆された押圧カフを用いた血圧測定装置にあっては、生体の体表に対してセンサ面を均等に押し付けることが可能になり、上記駆動モータを用いた血圧測定装置に比べ脈波を精度よく安定的に測定することが可能になる。しかしながら、押圧カフを用いた押圧機構では、上述の如く膨縮手段が必要不可欠となる。この膨縮手段には、たとえば、加圧ポンプ、負圧ポンプおよびこれらと押圧カフとの接続を切換える切換弁が含まれており、生体に着脱自在に取付けられるセンサユニット内にこれらを配置した場合には、センサユニットが大型化し、重量も重くなるため、センサユニットを生体に対して安定的に装着することが困難になる。この結果、この装置で血圧を精度よく安定的に測定することは実際には不可能である。
【００１３】
したがって、本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであり、安定的に精度よく脈波を測定することが可能で、かつ小型化および一体化を図ることにより利便性が向上した脈波測定装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく脈波測定装置は、センサユニットと、生体固定具と、押圧手段と、押圧手段制御部とを備え、生体固定具にて生体を固定した状態において、センサユニットに設けられた感圧手段を押圧手段にて生体に押圧して脈波を測定する脈波測定装置である。生体固定具は、生体の姿勢を固定する固定台を含み、生体を固定する手段である。押圧手段は、感圧手段を生体に押圧する手段である。押圧手段制御部は、押圧手段を制御する手段でり、生体固定具の一部である固定台に設けられている。
【００１５】
このように、固定台を用いることにより、生体の姿勢が安定的に固定されるため、安定的に精度よく脈波を測定することが可能になるとともに、この固定台に押圧手段制御部を設けることにより、センサユニットの小型化および軽量化が可能になり、センサユニットを安定的に生体に装着することが可能になる。また、固定台に押圧手段制御部を設けることにより装置が一体化されるため、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性の向上が図られる。
【００１６】
上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、たとえば、感圧手段から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部をさらに備え、このＡ／Ｄ変換部が固定台に設けられていることが好ましい。
【００１７】
このように、信号処理部の一部であるＡ／Ｄ変換部を固定台に設けることにより、押圧手段が動作することによるノイズがＡ／Ｄ変換部に重畳することがなくなるため、安定的に精度よく脈波を測定することが可能になる。特に、この効果は、押圧手段として駆動モータを用いた場合に顕著となる。また、センサユニットと固定台との距離は比較的短く構成することが可能であるため、感圧手段とＡ／Ｄ変換部とを結ぶ信号ケーブルの長さも短縮されるようになる。この結果、信号ケーブルにノイズが重畳することも少なく、脈波を安定的に精度よく測定することが可能になる。また、信号ケーブルによって被験者の動きが制約されることもない。さらには、Ａ／Ｄ変換部を固定台に設けることにより装置が一体化されるため、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性の向上が図られる。
【００１８】
上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、たとえば、センサユニットは、アレイ状に配置された複数の感圧手段を有しており、この複数の感圧手段から出力される信号を時分割多重する信号抽出部がセンサユニットに設けられていることが好ましい。
【００１９】
このように、信号処理部の一部である信号抽出部をセンサユニットに設けることにより、センサユニットと固定台とを結ぶ信号ケーブルの数を少なくすることが可能になるため、信号ケーブルによって被験者の動きが制約されるおそれがなくなる。
【００２０】
上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、たとえば、上記押圧手段は、膨縮自在の押圧カフを含み、上記押圧手段制御部は、押圧カフ内に流体を出入させることにより押圧カフを膨縮させる膨縮手段と、膨縮手段の動作を制御する膨縮手段制御部をと含んでいることが好ましい。
【００２１】
押圧手段として押圧カフを採用した場合には、感圧面を生体に対して均等に押圧することが可能になる。しかし、この場合には、別途、膨縮手段および膨縮手段制御部が必要になる。これら膨縮手段および膨縮手段制御部を固定台に設けることにより、装置の小型化および一体化が可能になり、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が向上するようになる。また、センサユニットと固定台との距離は比較的短く構成することが可能であるため、押圧手段と膨縮手段とを結ぶ管の長さも短縮されるようになる。この結果、被験者の動きが制約されることがなくなる。
【００２２】
上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、たとえば、Ａ／Ｄ変換部から出力される信号を演算処理する演算処理部と、演算処理部にて得られる演算結果を出力するための表示部と、外部から入力を受けるための操作部とをさらに備え、演算処理部、表示部および操作部が上記固定台に設けられていることが好ましい。
【００２３】
このように、演算処理部、表示部および操作部を固定台に設けることにより、さらなる装置の小型化および一体化が可能になる。このため、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が飛躍的に向上するようになる。
【００２４】
上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、たとえば、Ａ／Ｄ変換部から出力される信号を演算処理する演算処理部と、演算処理部にて得られる演算結果を出力するための表示部と、外部から入力を受けるための操作部とをさらに備え、演算処理部が上記固定台に設けられており、表示部および操作部が、上記センサユニットに設けられていることが好ましい。
【００２５】
このように、演算処理部を固定台に設け、表示部および操作部をセンサユニットに設けることにより、さらなる装置の小型化および一体化が可能になる。このため、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が飛躍的に向上するようになる。
【００２６】
上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、たとえば、Ａ／Ｄ変換部から出力される信号を演算処理する演算処理部と、演算処理部にて得られる演算結果を出力するための表示部と、外部から入力を受けるための操作部とをさらに備え、演算処理部、表示部および前記操作部が上記センサユニットに設けられていることが好ましい。
【００２７】
このように、演算処理部、表示部および操作部をセンサユニットに設けることにより、さらなる装置の小型化および一体化が可能になる。このため、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が飛躍的に向上するようになる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、被験者の脈波を測定する被測定部位として手首を採用した脈波測定装置を例示して説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における脈波測定装置の構造を示す概略斜視図であり、図２は、本実施の形態における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。図３は、本実施の形態における脈波測定装置を生体に装着した状態を示す概略断面図であり、図４は、斜視図である。図５は、本実施の形態における脈波測定装置において、脈波を測定するための処理手順を示すフローチャートである。
【００３０】
まず、図１を参照して、本実施の形態における脈波測定装置の外観構造について説明する。図１に示すように、本実施の形態における脈波測定装置は、感圧手段である半導体圧力センサ６（図２および図３参照）を有するセンサユニット２０と、生体の姿勢を固定する固定台３０と、図示しないＰＣ４０とを備えている。固定台３０は、後述する締付けバンドとともに生体を固定する生体固定具として機能する。
【００３１】
センサユニット２０は、内部に半導体圧力センサ６を有するケース体２１と、このケース体２１をスライド自在に支持するベース体２２とからなる。ケース体２１の内部には、押圧手段としての押圧カフ（図示せず）が内蔵されており、この押圧カフの下面に上述の半導体圧力センサ６がアレイ状に形成された半導体チップが組付けられている。この押圧カフが膨縮することにより、半導体チップが昇降し、測定時において半導体圧力センサ６が手首の表面に押圧されることになる。
【００３２】
固定台３０は、被験者の肘から手首にかけての腕を載置することが可能な凹部３１を上面に有する箱形状の台であり、その内部に膨縮手段１４（図２参照）としての加圧ポンプ２、負圧ポンプ３および切換弁４を備えている。さらに、固定台３０の内部には、制御基板１８が配置されている。
【００３３】
固定台３０の前面には、入出力端子が設けられており、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ケーブルを介して固定台３０内部の制御基板１８とＰＣ４０とが通信可能に接続される。また、センサユニット２０と固定台３０とは、信号ケーブル４２とエアチューブ４４とを介して接続される。なお、センサユニット２０と固定台３０とは、可撓性を有する締付けバンド３６（図３および図４参照）によって連結されている。
【００３４】
次に、図２を参照して、本実施の形態における脈波測定装置の機能ブロックについて説明する。図２に示すように、センサユニット２０には、脈圧を検出するためのダイアフラムと抵抗ブリッジ回路からなる複数の半導体圧力センサ６と、これら複数の半導体圧力センサ６が出力する複数の電圧信号を時分割多重し選択的に導出する信号抽出部としてのマルチプレクサ７と、半導体圧力センサ６を手首上に押圧するために加圧調整される押圧カフ１とが設けられている。
【００３５】
固定台３０には、押圧カフ１の内圧（以下、押圧カフ圧という。）を加圧するための加圧ポンプ２と、減圧するための負圧ポンプ３と、加圧ポンプ２と負圧ポンプ３のいずれかを選択的にエアチューブ４４に切換接続するための切換弁４と、これら加圧ポンプ２、負圧ポンプ３および切換弁４の動作を制御する膨縮手段制御部としての制御回路５と、センサユニット２０から導出された出力信号をデジタルデータに変換するためのＡ／Ｄ変換部であるＡ／Ｄコンバータ８とが設けられる。これらのうち、制御回路５と、Ａ／Ｄコンバータ８とは、上述の固定台３０内部に配置される制御基板１８上に形成または配置される。なお、本実施の形態においては、膨縮手段１４である加圧ポンプ２、負圧ポンプ３および切換弁４と、膨縮手段制御部である制御回路５とによって、押圧手段を制御する押圧手段制御部１６が構成されることになる。
【００３６】
ＰＣ４０は、脈波測定装置を集中的に制御するために演算を含む各種演算処理を実行する演算処理部としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９と、脈波測定装置を制御するためのデータおよびプログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１と、外部から操作可能に設けられて各種情報を入力するために操作される操作部１２と、脈波測定結果などの各種情報を外部出力するためにＬＣＤなどからなる表示部１３とを有する。
【００３７】
次に、図３および図４を参照して、上記構成の脈波測定装置を被験者が装着する手順について説明する。まず、固定台３０の上面に設けられた凹部３１上に肘から手首にかけての腕を載置する。このとき、図３および図４に示すように、被験者の手首が固定台３０から引き出された締付けバンド３６に対応した位置に配置されるように注意する。これにより、被験者の手首の姿勢が固定台３０によって安定的に固定されるようになる。
【００３８】
次に、締付けバンド３６を固定台３０から所定量引き出し、センサユニット２０が被験者の手首の直上に位置するようにセンサユニット２０を配置する。このとき、予め橈骨動脈の位置を触診等によって確認しておき、ベース体２２に設けられた開孔２４の中心位置がおおよそ橈骨動脈上に位置するように、センサユニット２０を位置決めして配置する。
【００３９】
次に、締付けバンド３６が引き出された側面とは反対側の固定台３０の側面に締付けバンドの他方端を取付ける。以上の手順を経ることにより、図３および４に示す如くの装着状態が実現される。
【００４０】
実際に脈波を測定する場合には、センサユニット２０のケース体２１をスライド移動させ、ベース体２２の開孔２４を塞ぐ位置に配置する。そして、半導体圧力センサ６の上部に配置された押圧カフの押圧カフ圧を調整することにより、半導体圧力センサ６を開孔２４を介して手首に向かって下降させて押圧する。これにより、半導体圧力センサ６によって脈波を検出することが可能になる。
【００４１】
次に、本実施の形態における脈波測定装置において、脈波を測定するための処理手順を図５に示すフローチャートに従って説明する。このフローチャートに従うプログラムと、このプログラム実行時に参照されるデータはＲＯＭ１０またはＲＡＭ１１に予めストアされておりＣＰＵ９がこのデータを適宜参照しながらプログラムを読出し実行することにより、脈波測定処理が進行する。
【００４２】
まず、ユーザは電源スイッチ（図示せず）をＯＮすると、ＣＰＵ９は制御回路５に対して負圧ポンプ３を駆動するように指示するので、制御回路５はこの指示に基づいて切換弁４を負圧ポンプ３側に切換えて、負圧ポンプ３を駆動する（Ｓ１）。
【００４３】
負圧ポンプ３は駆動されると切換弁４を介して押圧カフ圧を大気圧よりも十分に低くするように作用するので、半導体圧力センサ６はセンサユニット２０内において上方に移動する。この結果、半導体圧力センサ６が不用意に突出して誤動作や故障するのを回避できる。
【００４４】
その後、ユーザがセンサユニット２０をたとえば図４のように手首上に装着してスタートボタン（図示せず）をＯＮすると、半導体圧力センサ６が移動したか否か、すなわちセンサユニット２０のケース体２１がスライド溝に沿って手首の表面上に位置するようにスライド移動したか否かを判定する（Ｓ２）。センサユニット２０の筐体内にはスライド移動を検知するための図示されないマイクロスイッチが設けられており、ＣＰＵ９はこのマイクロスイッチの検出信号に基づいて半導体圧力センサ６が移動したか否かを判定する。
【００４５】
移動したと判定されない間は（Ｓ２でＮＯ）Ｓ１の処理が繰返されるが、移動したと判定されると（Ｓ２でＹＥＳ）、ＣＰＵ９は制御回路５に対し加圧ポンプ２を駆動するように指示するので、制御回路５はこの指示に基づいて切換弁４を加圧ポンプ２側に切換えて、加圧ポンプ２を駆動する（Ｓ３）。これにより、押圧カフ圧が上昇して半導体圧力センサ６が手首に向かって下降し、半導体圧力センサ６が手首の表面に押圧される。
【００４６】
半導体圧力センサ６が手首の表面に押圧されると、半導体圧力センサ６から電圧信号の圧力情報がマルチプレクサ７を介して導出され、Ａ／Ｄコンバータ８でデジタル情報に変換されて、ＣＰＵ９に与えられる。ＣＰＵ９はこれらのデジタル情報を用いてトノグラムを作成し表示部１３に表示する（Ｓ４）。
【００４７】
次に、ＣＰＵ９は半導体圧力センサ６から入力する圧力情報に基づき脈波検出するために、押圧カフ１による押圧レベルの変動量を算出して、算出した変動量と脈波検出可能な所定変動量とを比較する（Ｓ５）。比較結果、算出した変動量が所定変動量を満たしていれば脈波検出のための押圧カフ圧条件が満たされたと判定するが（Ｓ６でＹＥＳ）、満たしていなければ、加圧ポンプ２による押圧カフ１に対する加圧を継続しながら、押圧カフ圧条件が満たされるまでＳ５およびＳ６の処理を繰返す。
【００４８】
押圧カフ圧条件が満たされた場合には（Ｓ６でＹＥＳ）、加圧ポンプ２を押圧カフ１による半導体圧力センサ６に対する押圧レベルが脈波検出のための最適レベルとなるよう調整する（Ｓ７）。
【００４９】
押圧カフ１について最適圧力調整がなされる下で、半導体圧力センサ６が出力する圧力情報は、すなわち橈骨動脈の脈波の波形データは、マルチプレクサ７およびＡ／Ｄコンバータ８を介してＣＰＵ９に転送される（Ｓ８）。
【００５０】
ＣＰＵ９は波形データを受理して、受理した波形データに基づき脈波検出する。波形データを受理して脈波検出終了の所定条件が成立したと判定するまではＳ８の脈波データの転送処理が繰返される。なお、受理した波形データに基づく脈波検出処理は公知の手順に従うので、ここではその詳細は略す。
【００５１】
脈波検出終了の所定条件が成立したときは（Ｓ９でＹＥＳ）ＣＰＵ９は切換弁４を介して負圧ポンプ３を駆動するように制御する（Ｓ１０）。これにより、手首に対する半導体圧力センサ６の押圧状態は解かれて、一連の脈波検出処理は終了する。
【００５２】
ＣＰＵ９は検出した脈波の情報を表示部１３などを介して外部に出力する。また、脈波の情報はＡＩ（Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ）の算出に用いられて算出されたＡＩが出力されるようにしてもよい。
【００５３】
上記構成の脈波測定装置とすることにより、固定台３０を用いることによって生体の姿勢が固定されるため、安定的に精度よく脈波を測定することが可能になるとともに、この固定台３０に加圧ポンプ２、負圧ポンプ３、切換弁４、制御回路５を設けることにより、センサユニット２０の小型化および軽量化が可能になるため、センサユニット２０を安定的に生体に装着することが可能になる。また、加えて固定台３０にＡ／Ｄコンバータ８を設けることにより、Ａ／Ｄコンバータ８にノイズが重畳することが低減されるため、脈波を安定的に精度よく測定することが可能になる。また、上記構成によれば、装置の小型化および一体化が可能になるため、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が向上するようになる。
【００５４】
また、センサユニット２０と固定台３０との距離は比較的短く構成することが可能であるため、半導体圧力センサ６とＡ／Ｄコンバータ８とを結ぶ信号ケーブル４２の長さも短縮され、押圧カフ１と切換弁４とを結ぶエアチューブ４４の長さも短縮されるようになる。この結果、信号ケーブル４２やエアチューブ４４により、被験者の動きが制約されることがなくなる。さらには、信号ケーブル４２にノイズが重畳することも大幅に低減できるため、精度よく脈波を測定することが可能になる。
【００５５】
さらには、上記構成とすることにより、センサユニット２０と固定台３０との間を接続する信号ケーブル４２の数を少なくすることができるため、信号ケーブル４２によって被験者の動きが制約されることもなくなる。
【００５６】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における脈波測定装置の構造を示す概略斜視図である。また、図７は、本実施の形態における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、上述の実施の形態１と同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。
【００５７】
まず、図６を参照し、本実施の形態における脈波測定装置の外観構造について説明する。図６に示すように、本実施の形態における脈波測定装置は、センサユニット２０および固定台３０のみを備えており、上述の実施の形態１とは異なり、ＰＣは有していない。また、本実施の形態における脈波測定装置は、固定台３０の側面に、操作部１２および表示部１３を備えている。
【００５８】
次に、図７を参照して、本実施の形態における脈波測定装置の機能ブロックについて説明する。図７に示すように、センサユニット２０には、半導体圧力センサ６と、この半導体圧力センサ６が出力する複数の電圧信号を時分割多重するマルチプレクサ７と、半導体圧力センサ６を手首上に押圧するための押圧カフ１とが設けられている。
【００５９】
固定台３０には、押圧カフ圧を加圧するための加圧ポンプ２と、減圧するための負圧ポンプ３と、加圧ポンプ２と負圧ポンプ３のいずれかを選択的にエアチューブ４４に切換接続するための切換弁４と、これら加圧ポンプ２、負圧ポンプ３および切換弁４の動作を制御する制御回路５と、センサユニット２０から導出された出力信号をデジタルデータに変換するためのＡ／Ｄコンバータ８と、脈波測定装置を集中的に制御するために演算を含む各種演算処理を実行するＣＰＵ９と、脈波測定装置を制御するためのデータおよびプログラムを記憶するＲＯＭ１０およびＲＡＭ１１と、外部から操作可能に設けられて各種情報を入力するために操作される操作部１２と、脈波検出結果などの各種情報を外部出力するためにＬＣＤなどからなる表示部１３とを有する。なお、これらのうち、制御回路５と、Ａ／Ｄコンバータ８と、ＣＰＵ９と、ＲＯＭ１０と、ＲＡＭ１１とは、固定台３０内部に配置される制御基板１８（図６参照）上に形成または配置される。
【００６０】
以上の構成とすることにより、上述の実施の形態１の効果に加え、ＰＣが不要となるため、さらなる装置の小型化および一体化が可能になる。この結果、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が飛躍的に向上するようになる。
【００６１】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における脈波測定装置の構造を示す概略斜視図である。また、図９は、本実施の形態における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、上述の実施の形態１と同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。
【００６２】
まず、図８を参照し、本実施の形態における脈波測定装置の外観構造について説明する。図８に示すように、本実施の形態における脈波測定装置は、センサユニット２０および固定台３０のみを備えており、上述の実施の形態１とは異なり、ＰＣは有していない。また、本実施の形態における脈波測定装置はセンサユニットに、操作部１２および表示部１３を備えている。
【００６３】
次に、図９を参照して、本実施の形態における脈波測定装置の機能ブロックについて説明する。図９に示すように、センサユニット２０には、半導体圧力センサ６と、この半導体圧力センサ６が出力する複数の電圧信号を時分割多重するマルチプレクサ７と、半導体圧力センサ６を手首上に押圧するために加圧調整される押圧カフ１と、外部から操作可能に設けられて各種情報を入力するために操作される操作部１２と、脈波検出結果などの各種情報を外部出力するためにＬＣＤなどからなる表示部１３とが設けられている。
【００６４】
固定台３０には、押圧カフ圧を加圧するための加圧ポンプ２と、減圧するための負圧ポンプ３と、加圧ポンプ２と負圧ポンプ３のいずれかを選択的にエアチューブ４４に切換接続するための切換弁４と、これら加圧ポンプ２、負圧ポンプ３および切換弁４の動作を制御する制御回路５と、センサユニット２０から導出された出力信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ８と、脈波測定装置を集中的に制御するために演算を含む各種演算処理を実行するＣＰＵ９と、脈波測定装置を制御するためのデータおよびプログラムを記憶するＲＯＭ１０およびＲＡＭ１１とを有する。なお、これらのうち、制御回路５と、Ａ／Ｄコンバータ８と、ＣＰＵ９と、ＲＯＭ１０と、ＲＡＭ１１とは、固定台３０内部に配置される制御基板１８（図６参照）上に形成または配置される。
【００６５】
以上の構成とすることにより、上述の実施の形態１の効果に加え、ＰＣが不要となるため、さらなる装置の小型化および一体化が可能になる。この結果、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が飛躍的に向上するようになる。
【００６６】
（実施の形態４）
図１０は、本実施の形態における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、上述の実施の形態１と同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。
【００６７】
図１０を参照して、本実施の形態における脈波測定装置の機能ブロックについて説明する。図１０に示すように、センサユニット２０には、半導体圧力センサ６と、この半導体圧力センサ６が出力する複数の電圧信号を時分割多重するマルチプレクサ７と、半導体圧力センサ６を手首上に押圧するために加圧調整される押圧カフ１と、センサユニット２０から導出された出力信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ８と、脈波測定装置を集中的に制御するために演算を含む各種演算処理を実行するＣＰＵ９と、脈波測定装置を制御するためのデータおよびプログラムを記憶するＲＯＭ１０およびＲＡＭ１１と、外部から操作可能に設けられて各種情報を入力するために操作される操作部１２と、脈波検出結果などの各種情報を外部出力するためにＬＣＤなどからなる表示部１３とが設けられている。
【００６８】
固定台３０には、押圧カフ圧を加圧するための加圧ポンプ２と、減圧するための負圧ポンプ３と、加圧ポンプ２と負圧ポンプ３のいずれかを選択的にエアチューブ４４に切換接続するための切換弁４と、これら加圧ポンプ２、負圧ポンプ３および切換弁４の動作を制御する制御回路５とが設けられる。なお、これらのうち、制御回路５は、固定台３０内部に配置される制御基板１８（図８参照）上に形成される。
【００６９】
なお、本実施の形態における脈波測定装置の外観構造は、上述の実施の形態３における脈波測定装置と同様である。
【００７０】
以上の構成とすることにより、上述の実施の形態１の効果に加え、ＰＣが不要となるため、さらなる装置の小型化および一体化が可能になる。この結果、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が飛躍的に向上するようになる。
【００７１】
上述の実施の形態形態１ないし４においては、いずれも押圧手段として、押圧カフを用いた場合を例示して説明を行なったが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、押圧手段として駆動モータを用いた脈波測定装置にも当然に適用可能である。
【００７２】
また、上述の実施の形態１ないし４においては、被測定部位として手首を採用した脈波測定装置を例示して説明を行なったが、特にこれに限定されるものではなく、被測定部位として上腕や指を採用した脈波測定装置に本発明を適用することも当然に可能である。
【００７３】
このように、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００７４】
【発明の効果】
以上において説明したように、本発明によれば、安定的に精度よく脈波を測定することが可能で、かつ小型化および一体化を図ることにより利便性が向上した脈波測定装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における脈波測定装置の構造を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における脈波測定装置を生体に装着した状態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における脈波測定装置を生体に装着した状態を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１における脈波測定装置において、検出された信号の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２における脈波測定装置の構造を示す概略斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態３における脈波測定装置の構造を示す概略斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態３における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態４における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 押圧カフ、２ 加圧ポンプ、３ 負圧ポンプ、４ 切換弁、５ 制御回路、６ 半導体圧力センサ、７ マルチプレクサ、８ コンバータ、１２ 操作部、１３ 表示部、１４ 膨縮手段、１６ 押圧手段制御部、１８ 制御基板、２０ センサユニット、２１ ケース体、２２ ベース体、２４ 開孔、３０ 固定台、３１ 凹部、３６ バンド、４２ 信号ケーブル、４４ エアチューブ、５０ 生体。
【発明の属する技術分野】
本発明は、感圧手段を生体に押圧して脈波を測定する押圧式の脈波測定装置に関し、より特定的には、生体の姿勢を固定する固定台を備えた押圧式の脈波測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、被測定物に押圧することによりその被測定物との間の接触圧を測定する押圧式の圧力測定装置が知られている。この押圧式の圧力測定装置を応用した装置として、脈波測定装置がある。脈波測定装置は、生体の皮膚より比較的浅いところに位置する動脈に発生する脈波を測定するために、感圧手段を体表に押圧して脈波を測定する装置である。この種の押圧式の脈波測定装置においては、感圧手段として歪ゲージやダイヤフラムを利用した半導体圧力センサが用いられる。このような脈波測定装置を用いて被験者の脈波を測定することは、被験者の健康状態を知る上で非常に重要である。
【０００３】
一般に、押圧式の脈波測定装置は、上述の感圧手段と、感圧手段を生体に押圧するための押圧手段と、感圧手段から出力される信号を処理する信号処理部と、押圧手段を制御する押圧手段制御部とを備える。そして、生体に対して着脱自在に取付けられるセンサユニットに上記感圧手段、押圧手段および信号処理部の一部が設けられ、センサユニットに対して信号ケーブルを介して接続されるＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの本体に押圧手段制御部および残りの信号処理部が設けられる。
【０００４】
押圧手段としては、駆動モータを用いて感圧手段を直接昇降させて生体に押圧する押圧機構と、膨縮手段を用いて感圧手段の直上に配置された押圧カフを膨縮させることにより、感圧手段を昇降させて生体に押圧する押圧機構とが存在する。前者においては、センサユニットに駆動モータ等の押圧手段が設けられ、後者においては、押圧カフをセンサユニットに設け、エアチューブを介してセンサユニットに接続されるとともに信号ケーブルを介してＰＣに接続される別体の圧力供給装置に膨縮手段が設けられる。
【０００５】
上述の構成の脈波測定装置にあっては、信号ケーブルやエアチューブがセンサユニット、ＰＣおよび圧力供給装置の間に張り巡らされているため、装置の取扱いや持ち運びが面倒であるとともに、被験者の動きが制約されてしまうという問題を有していた。このため、ユーザの利便性を考慮し、装置の小型化と一体化が推し進められている。
【０００６】
実開昭６４−４３９０５号公報（特許文献１）には、押圧手段として駆動モータを用いて感圧手段を直接昇降させる押圧機構を採用した上で、センサユニット内に、感圧手段、押圧手段、信号処理部および押圧手段制御部を配置した血圧測定装置が開示されている。これにより、ＰＣが不要となり、装置の小型化と一体化が可能になる。
【０００７】
また、上記特許文献１には、押圧手段として押圧カフを用い、押圧カフを膨縮させることによって感圧手段を昇降させる押圧機構を採用した上で、センサユニット内に、感圧手段、押圧手段、信号処理部および押圧手段制御部を配置した血圧測定装置が示唆されている。これにより、ＰＣや圧力供給装置が不要となり、装置の小型化と一体化が可能になる。
【０００８】
一方、生体の姿勢を固定することにより、脈波を精度よく安定的に測定することが可能な脈波測定装置として、たとえば、実開平３−６７６０５号公報（特許文献２）に開示された脈波測定装置がある。この公報に開示の脈波測定装置は、手首の姿勢を固定するための固定装置を備えており、この固定装置を用いて被験者の手首の姿勢を固定した上でセンサユニットを装着する構造となっている。この固定装置を用いることにより手首の姿勢が安定的に固定されるため、より正確に動脈の直上にセンサユニットを装着することが可能となり、脈波を精度よく安定的に測定することが可能になる。
【０００９】
【特許文献１】
実開昭６４−４３９０５号公報
【００１０】
【特許文献２】
実開平３−６７６０５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示の駆動モータを用いた血圧測定装置にあっては、押圧手段が複雑化するとともに、動力源である駆動モータが信号処理部に近接配置されることにより、信号処理部にノイズが重畳し、精度よく安定的に血圧を測定することが困難になるという問題を有している。また、駆動モータを用いた押圧機構においては、感圧手段の昇降する方向が一意に決められてしまうため、曲面を有する生体の体表にセンサ面を均等に押し付けることは困難であり、精度よく安定的に血圧を測定することが困難になるという問題を有している。
【００１２】
また、上記特許文献１に示唆された押圧カフを用いた血圧測定装置にあっては、生体の体表に対してセンサ面を均等に押し付けることが可能になり、上記駆動モータを用いた血圧測定装置に比べ脈波を精度よく安定的に測定することが可能になる。しかしながら、押圧カフを用いた押圧機構では、上述の如く膨縮手段が必要不可欠となる。この膨縮手段には、たとえば、加圧ポンプ、負圧ポンプおよびこれらと押圧カフとの接続を切換える切換弁が含まれており、生体に着脱自在に取付けられるセンサユニット内にこれらを配置した場合には、センサユニットが大型化し、重量も重くなるため、センサユニットを生体に対して安定的に装着することが困難になる。この結果、この装置で血圧を精度よく安定的に測定することは実際には不可能である。
【００１３】
したがって、本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであり、安定的に精度よく脈波を測定することが可能で、かつ小型化および一体化を図ることにより利便性が向上した脈波測定装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく脈波測定装置は、センサユニットと、生体固定具と、押圧手段と、押圧手段制御部とを備え、生体固定具にて生体を固定した状態において、センサユニットに設けられた感圧手段を押圧手段にて生体に押圧して脈波を測定する脈波測定装置である。生体固定具は、生体の姿勢を固定する固定台を含み、生体を固定する手段である。押圧手段は、感圧手段を生体に押圧する手段である。押圧手段制御部は、押圧手段を制御する手段でり、生体固定具の一部である固定台に設けられている。
【００１５】
このように、固定台を用いることにより、生体の姿勢が安定的に固定されるため、安定的に精度よく脈波を測定することが可能になるとともに、この固定台に押圧手段制御部を設けることにより、センサユニットの小型化および軽量化が可能になり、センサユニットを安定的に生体に装着することが可能になる。また、固定台に押圧手段制御部を設けることにより装置が一体化されるため、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性の向上が図られる。
【００１６】
上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、たとえば、感圧手段から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部をさらに備え、このＡ／Ｄ変換部が固定台に設けられていることが好ましい。
【００１７】
このように、信号処理部の一部であるＡ／Ｄ変換部を固定台に設けることにより、押圧手段が動作することによるノイズがＡ／Ｄ変換部に重畳することがなくなるため、安定的に精度よく脈波を測定することが可能になる。特に、この効果は、押圧手段として駆動モータを用いた場合に顕著となる。また、センサユニットと固定台との距離は比較的短く構成することが可能であるため、感圧手段とＡ／Ｄ変換部とを結ぶ信号ケーブルの長さも短縮されるようになる。この結果、信号ケーブルにノイズが重畳することも少なく、脈波を安定的に精度よく測定することが可能になる。また、信号ケーブルによって被験者の動きが制約されることもない。さらには、Ａ／Ｄ変換部を固定台に設けることにより装置が一体化されるため、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性の向上が図られる。
【００１８】
上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、たとえば、センサユニットは、アレイ状に配置された複数の感圧手段を有しており、この複数の感圧手段から出力される信号を時分割多重する信号抽出部がセンサユニットに設けられていることが好ましい。
【００１９】
このように、信号処理部の一部である信号抽出部をセンサユニットに設けることにより、センサユニットと固定台とを結ぶ信号ケーブルの数を少なくすることが可能になるため、信号ケーブルによって被験者の動きが制約されるおそれがなくなる。
【００２０】
上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、たとえば、上記押圧手段は、膨縮自在の押圧カフを含み、上記押圧手段制御部は、押圧カフ内に流体を出入させることにより押圧カフを膨縮させる膨縮手段と、膨縮手段の動作を制御する膨縮手段制御部をと含んでいることが好ましい。
【００２１】
押圧手段として押圧カフを採用した場合には、感圧面を生体に対して均等に押圧することが可能になる。しかし、この場合には、別途、膨縮手段および膨縮手段制御部が必要になる。これら膨縮手段および膨縮手段制御部を固定台に設けることにより、装置の小型化および一体化が可能になり、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が向上するようになる。また、センサユニットと固定台との距離は比較的短く構成することが可能であるため、押圧手段と膨縮手段とを結ぶ管の長さも短縮されるようになる。この結果、被験者の動きが制約されることがなくなる。
【００２２】
上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、たとえば、Ａ／Ｄ変換部から出力される信号を演算処理する演算処理部と、演算処理部にて得られる演算結果を出力するための表示部と、外部から入力を受けるための操作部とをさらに備え、演算処理部、表示部および操作部が上記固定台に設けられていることが好ましい。
【００２３】
このように、演算処理部、表示部および操作部を固定台に設けることにより、さらなる装置の小型化および一体化が可能になる。このため、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が飛躍的に向上するようになる。
【００２４】
上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、たとえば、Ａ／Ｄ変換部から出力される信号を演算処理する演算処理部と、演算処理部にて得られる演算結果を出力するための表示部と、外部から入力を受けるための操作部とをさらに備え、演算処理部が上記固定台に設けられており、表示部および操作部が、上記センサユニットに設けられていることが好ましい。
【００２５】
このように、演算処理部を固定台に設け、表示部および操作部をセンサユニットに設けることにより、さらなる装置の小型化および一体化が可能になる。このため、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が飛躍的に向上するようになる。
【００２６】
上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、たとえば、Ａ／Ｄ変換部から出力される信号を演算処理する演算処理部と、演算処理部にて得られる演算結果を出力するための表示部と、外部から入力を受けるための操作部とをさらに備え、演算処理部、表示部および前記操作部が上記センサユニットに設けられていることが好ましい。
【００２７】
このように、演算処理部、表示部および操作部をセンサユニットに設けることにより、さらなる装置の小型化および一体化が可能になる。このため、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が飛躍的に向上するようになる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、被験者の脈波を測定する被測定部位として手首を採用した脈波測定装置を例示して説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における脈波測定装置の構造を示す概略斜視図であり、図２は、本実施の形態における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。図３は、本実施の形態における脈波測定装置を生体に装着した状態を示す概略断面図であり、図４は、斜視図である。図５は、本実施の形態における脈波測定装置において、脈波を測定するための処理手順を示すフローチャートである。
【００３０】
まず、図１を参照して、本実施の形態における脈波測定装置の外観構造について説明する。図１に示すように、本実施の形態における脈波測定装置は、感圧手段である半導体圧力センサ６（図２および図３参照）を有するセンサユニット２０と、生体の姿勢を固定する固定台３０と、図示しないＰＣ４０とを備えている。固定台３０は、後述する締付けバンドとともに生体を固定する生体固定具として機能する。
【００３１】
センサユニット２０は、内部に半導体圧力センサ６を有するケース体２１と、このケース体２１をスライド自在に支持するベース体２２とからなる。ケース体２１の内部には、押圧手段としての押圧カフ（図示せず）が内蔵されており、この押圧カフの下面に上述の半導体圧力センサ６がアレイ状に形成された半導体チップが組付けられている。この押圧カフが膨縮することにより、半導体チップが昇降し、測定時において半導体圧力センサ６が手首の表面に押圧されることになる。
【００３２】
固定台３０は、被験者の肘から手首にかけての腕を載置することが可能な凹部３１を上面に有する箱形状の台であり、その内部に膨縮手段１４（図２参照）としての加圧ポンプ２、負圧ポンプ３および切換弁４を備えている。さらに、固定台３０の内部には、制御基板１８が配置されている。
【００３３】
固定台３０の前面には、入出力端子が設けられており、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ケーブルを介して固定台３０内部の制御基板１８とＰＣ４０とが通信可能に接続される。また、センサユニット２０と固定台３０とは、信号ケーブル４２とエアチューブ４４とを介して接続される。なお、センサユニット２０と固定台３０とは、可撓性を有する締付けバンド３６（図３および図４参照）によって連結されている。
【００３４】
次に、図２を参照して、本実施の形態における脈波測定装置の機能ブロックについて説明する。図２に示すように、センサユニット２０には、脈圧を検出するためのダイアフラムと抵抗ブリッジ回路からなる複数の半導体圧力センサ６と、これら複数の半導体圧力センサ６が出力する複数の電圧信号を時分割多重し選択的に導出する信号抽出部としてのマルチプレクサ７と、半導体圧力センサ６を手首上に押圧するために加圧調整される押圧カフ１とが設けられている。
【００３５】
固定台３０には、押圧カフ１の内圧（以下、押圧カフ圧という。）を加圧するための加圧ポンプ２と、減圧するための負圧ポンプ３と、加圧ポンプ２と負圧ポンプ３のいずれかを選択的にエアチューブ４４に切換接続するための切換弁４と、これら加圧ポンプ２、負圧ポンプ３および切換弁４の動作を制御する膨縮手段制御部としての制御回路５と、センサユニット２０から導出された出力信号をデジタルデータに変換するためのＡ／Ｄ変換部であるＡ／Ｄコンバータ８とが設けられる。これらのうち、制御回路５と、Ａ／Ｄコンバータ８とは、上述の固定台３０内部に配置される制御基板１８上に形成または配置される。なお、本実施の形態においては、膨縮手段１４である加圧ポンプ２、負圧ポンプ３および切換弁４と、膨縮手段制御部である制御回路５とによって、押圧手段を制御する押圧手段制御部１６が構成されることになる。
【００３６】
ＰＣ４０は、脈波測定装置を集中的に制御するために演算を含む各種演算処理を実行する演算処理部としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９と、脈波測定装置を制御するためのデータおよびプログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１と、外部から操作可能に設けられて各種情報を入力するために操作される操作部１２と、脈波測定結果などの各種情報を外部出力するためにＬＣＤなどからなる表示部１３とを有する。
【００３７】
次に、図３および図４を参照して、上記構成の脈波測定装置を被験者が装着する手順について説明する。まず、固定台３０の上面に設けられた凹部３１上に肘から手首にかけての腕を載置する。このとき、図３および図４に示すように、被験者の手首が固定台３０から引き出された締付けバンド３６に対応した位置に配置されるように注意する。これにより、被験者の手首の姿勢が固定台３０によって安定的に固定されるようになる。
【００３８】
次に、締付けバンド３６を固定台３０から所定量引き出し、センサユニット２０が被験者の手首の直上に位置するようにセンサユニット２０を配置する。このとき、予め橈骨動脈の位置を触診等によって確認しておき、ベース体２２に設けられた開孔２４の中心位置がおおよそ橈骨動脈上に位置するように、センサユニット２０を位置決めして配置する。
【００３９】
次に、締付けバンド３６が引き出された側面とは反対側の固定台３０の側面に締付けバンドの他方端を取付ける。以上の手順を経ることにより、図３および４に示す如くの装着状態が実現される。
【００４０】
実際に脈波を測定する場合には、センサユニット２０のケース体２１をスライド移動させ、ベース体２２の開孔２４を塞ぐ位置に配置する。そして、半導体圧力センサ６の上部に配置された押圧カフの押圧カフ圧を調整することにより、半導体圧力センサ６を開孔２４を介して手首に向かって下降させて押圧する。これにより、半導体圧力センサ６によって脈波を検出することが可能になる。
【００４１】
次に、本実施の形態における脈波測定装置において、脈波を測定するための処理手順を図５に示すフローチャートに従って説明する。このフローチャートに従うプログラムと、このプログラム実行時に参照されるデータはＲＯＭ１０またはＲＡＭ１１に予めストアされておりＣＰＵ９がこのデータを適宜参照しながらプログラムを読出し実行することにより、脈波測定処理が進行する。
【００４２】
まず、ユーザは電源スイッチ（図示せず）をＯＮすると、ＣＰＵ９は制御回路５に対して負圧ポンプ３を駆動するように指示するので、制御回路５はこの指示に基づいて切換弁４を負圧ポンプ３側に切換えて、負圧ポンプ３を駆動する（Ｓ１）。
【００４３】
負圧ポンプ３は駆動されると切換弁４を介して押圧カフ圧を大気圧よりも十分に低くするように作用するので、半導体圧力センサ６はセンサユニット２０内において上方に移動する。この結果、半導体圧力センサ６が不用意に突出して誤動作や故障するのを回避できる。
【００４４】
その後、ユーザがセンサユニット２０をたとえば図４のように手首上に装着してスタートボタン（図示せず）をＯＮすると、半導体圧力センサ６が移動したか否か、すなわちセンサユニット２０のケース体２１がスライド溝に沿って手首の表面上に位置するようにスライド移動したか否かを判定する（Ｓ２）。センサユニット２０の筐体内にはスライド移動を検知するための図示されないマイクロスイッチが設けられており、ＣＰＵ９はこのマイクロスイッチの検出信号に基づいて半導体圧力センサ６が移動したか否かを判定する。
【００４５】
移動したと判定されない間は（Ｓ２でＮＯ）Ｓ１の処理が繰返されるが、移動したと判定されると（Ｓ２でＹＥＳ）、ＣＰＵ９は制御回路５に対し加圧ポンプ２を駆動するように指示するので、制御回路５はこの指示に基づいて切換弁４を加圧ポンプ２側に切換えて、加圧ポンプ２を駆動する（Ｓ３）。これにより、押圧カフ圧が上昇して半導体圧力センサ６が手首に向かって下降し、半導体圧力センサ６が手首の表面に押圧される。
【００４６】
半導体圧力センサ６が手首の表面に押圧されると、半導体圧力センサ６から電圧信号の圧力情報がマルチプレクサ７を介して導出され、Ａ／Ｄコンバータ８でデジタル情報に変換されて、ＣＰＵ９に与えられる。ＣＰＵ９はこれらのデジタル情報を用いてトノグラムを作成し表示部１３に表示する（Ｓ４）。
【００４７】
次に、ＣＰＵ９は半導体圧力センサ６から入力する圧力情報に基づき脈波検出するために、押圧カフ１による押圧レベルの変動量を算出して、算出した変動量と脈波検出可能な所定変動量とを比較する（Ｓ５）。比較結果、算出した変動量が所定変動量を満たしていれば脈波検出のための押圧カフ圧条件が満たされたと判定するが（Ｓ６でＹＥＳ）、満たしていなければ、加圧ポンプ２による押圧カフ１に対する加圧を継続しながら、押圧カフ圧条件が満たされるまでＳ５およびＳ６の処理を繰返す。
【００４８】
押圧カフ圧条件が満たされた場合には（Ｓ６でＹＥＳ）、加圧ポンプ２を押圧カフ１による半導体圧力センサ６に対する押圧レベルが脈波検出のための最適レベルとなるよう調整する（Ｓ７）。
【００４９】
押圧カフ１について最適圧力調整がなされる下で、半導体圧力センサ６が出力する圧力情報は、すなわち橈骨動脈の脈波の波形データは、マルチプレクサ７およびＡ／Ｄコンバータ８を介してＣＰＵ９に転送される（Ｓ８）。
【００５０】
ＣＰＵ９は波形データを受理して、受理した波形データに基づき脈波検出する。波形データを受理して脈波検出終了の所定条件が成立したと判定するまではＳ８の脈波データの転送処理が繰返される。なお、受理した波形データに基づく脈波検出処理は公知の手順に従うので、ここではその詳細は略す。
【００５１】
脈波検出終了の所定条件が成立したときは（Ｓ９でＹＥＳ）ＣＰＵ９は切換弁４を介して負圧ポンプ３を駆動するように制御する（Ｓ１０）。これにより、手首に対する半導体圧力センサ６の押圧状態は解かれて、一連の脈波検出処理は終了する。
【００５２】
ＣＰＵ９は検出した脈波の情報を表示部１３などを介して外部に出力する。また、脈波の情報はＡＩ（Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ）の算出に用いられて算出されたＡＩが出力されるようにしてもよい。
【００５３】
上記構成の脈波測定装置とすることにより、固定台３０を用いることによって生体の姿勢が固定されるため、安定的に精度よく脈波を測定することが可能になるとともに、この固定台３０に加圧ポンプ２、負圧ポンプ３、切換弁４、制御回路５を設けることにより、センサユニット２０の小型化および軽量化が可能になるため、センサユニット２０を安定的に生体に装着することが可能になる。また、加えて固定台３０にＡ／Ｄコンバータ８を設けることにより、Ａ／Ｄコンバータ８にノイズが重畳することが低減されるため、脈波を安定的に精度よく測定することが可能になる。また、上記構成によれば、装置の小型化および一体化が可能になるため、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が向上するようになる。
【００５４】
また、センサユニット２０と固定台３０との距離は比較的短く構成することが可能であるため、半導体圧力センサ６とＡ／Ｄコンバータ８とを結ぶ信号ケーブル４２の長さも短縮され、押圧カフ１と切換弁４とを結ぶエアチューブ４４の長さも短縮されるようになる。この結果、信号ケーブル４２やエアチューブ４４により、被験者の動きが制約されることがなくなる。さらには、信号ケーブル４２にノイズが重畳することも大幅に低減できるため、精度よく脈波を測定することが可能になる。
【００５５】
さらには、上記構成とすることにより、センサユニット２０と固定台３０との間を接続する信号ケーブル４２の数を少なくすることができるため、信号ケーブル４２によって被験者の動きが制約されることもなくなる。
【００５６】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における脈波測定装置の構造を示す概略斜視図である。また、図７は、本実施の形態における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、上述の実施の形態１と同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。
【００５７】
まず、図６を参照し、本実施の形態における脈波測定装置の外観構造について説明する。図６に示すように、本実施の形態における脈波測定装置は、センサユニット２０および固定台３０のみを備えており、上述の実施の形態１とは異なり、ＰＣは有していない。また、本実施の形態における脈波測定装置は、固定台３０の側面に、操作部１２および表示部１３を備えている。
【００５８】
次に、図７を参照して、本実施の形態における脈波測定装置の機能ブロックについて説明する。図７に示すように、センサユニット２０には、半導体圧力センサ６と、この半導体圧力センサ６が出力する複数の電圧信号を時分割多重するマルチプレクサ７と、半導体圧力センサ６を手首上に押圧するための押圧カフ１とが設けられている。
【００５９】
固定台３０には、押圧カフ圧を加圧するための加圧ポンプ２と、減圧するための負圧ポンプ３と、加圧ポンプ２と負圧ポンプ３のいずれかを選択的にエアチューブ４４に切換接続するための切換弁４と、これら加圧ポンプ２、負圧ポンプ３および切換弁４の動作を制御する制御回路５と、センサユニット２０から導出された出力信号をデジタルデータに変換するためのＡ／Ｄコンバータ８と、脈波測定装置を集中的に制御するために演算を含む各種演算処理を実行するＣＰＵ９と、脈波測定装置を制御するためのデータおよびプログラムを記憶するＲＯＭ１０およびＲＡＭ１１と、外部から操作可能に設けられて各種情報を入力するために操作される操作部１２と、脈波検出結果などの各種情報を外部出力するためにＬＣＤなどからなる表示部１３とを有する。なお、これらのうち、制御回路５と、Ａ／Ｄコンバータ８と、ＣＰＵ９と、ＲＯＭ１０と、ＲＡＭ１１とは、固定台３０内部に配置される制御基板１８（図６参照）上に形成または配置される。
【００６０】
以上の構成とすることにより、上述の実施の形態１の効果に加え、ＰＣが不要となるため、さらなる装置の小型化および一体化が可能になる。この結果、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が飛躍的に向上するようになる。
【００６１】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における脈波測定装置の構造を示す概略斜視図である。また、図９は、本実施の形態における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、上述の実施の形態１と同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。
【００６２】
まず、図８を参照し、本実施の形態における脈波測定装置の外観構造について説明する。図８に示すように、本実施の形態における脈波測定装置は、センサユニット２０および固定台３０のみを備えており、上述の実施の形態１とは異なり、ＰＣは有していない。また、本実施の形態における脈波測定装置はセンサユニットに、操作部１２および表示部１３を備えている。
【００６３】
次に、図９を参照して、本実施の形態における脈波測定装置の機能ブロックについて説明する。図９に示すように、センサユニット２０には、半導体圧力センサ６と、この半導体圧力センサ６が出力する複数の電圧信号を時分割多重するマルチプレクサ７と、半導体圧力センサ６を手首上に押圧するために加圧調整される押圧カフ１と、外部から操作可能に設けられて各種情報を入力するために操作される操作部１２と、脈波検出結果などの各種情報を外部出力するためにＬＣＤなどからなる表示部１３とが設けられている。
【００６４】
固定台３０には、押圧カフ圧を加圧するための加圧ポンプ２と、減圧するための負圧ポンプ３と、加圧ポンプ２と負圧ポンプ３のいずれかを選択的にエアチューブ４４に切換接続するための切換弁４と、これら加圧ポンプ２、負圧ポンプ３および切換弁４の動作を制御する制御回路５と、センサユニット２０から導出された出力信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ８と、脈波測定装置を集中的に制御するために演算を含む各種演算処理を実行するＣＰＵ９と、脈波測定装置を制御するためのデータおよびプログラムを記憶するＲＯＭ１０およびＲＡＭ１１とを有する。なお、これらのうち、制御回路５と、Ａ／Ｄコンバータ８と、ＣＰＵ９と、ＲＯＭ１０と、ＲＡＭ１１とは、固定台３０内部に配置される制御基板１８（図６参照）上に形成または配置される。
【００６５】
以上の構成とすることにより、上述の実施の形態１の効果に加え、ＰＣが不要となるため、さらなる装置の小型化および一体化が可能になる。この結果、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が飛躍的に向上するようになる。
【００６６】
（実施の形態４）
図１０は、本実施の形態における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、上述の実施の形態１と同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。
【００６７】
図１０を参照して、本実施の形態における脈波測定装置の機能ブロックについて説明する。図１０に示すように、センサユニット２０には、半導体圧力センサ６と、この半導体圧力センサ６が出力する複数の電圧信号を時分割多重するマルチプレクサ７と、半導体圧力センサ６を手首上に押圧するために加圧調整される押圧カフ１と、センサユニット２０から導出された出力信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ８と、脈波測定装置を集中的に制御するために演算を含む各種演算処理を実行するＣＰＵ９と、脈波測定装置を制御するためのデータおよびプログラムを記憶するＲＯＭ１０およびＲＡＭ１１と、外部から操作可能に設けられて各種情報を入力するために操作される操作部１２と、脈波検出結果などの各種情報を外部出力するためにＬＣＤなどからなる表示部１３とが設けられている。
【００６８】
固定台３０には、押圧カフ圧を加圧するための加圧ポンプ２と、減圧するための負圧ポンプ３と、加圧ポンプ２と負圧ポンプ３のいずれかを選択的にエアチューブ４４に切換接続するための切換弁４と、これら加圧ポンプ２、負圧ポンプ３および切換弁４の動作を制御する制御回路５とが設けられる。なお、これらのうち、制御回路５は、固定台３０内部に配置される制御基板１８（図８参照）上に形成される。
【００６９】
なお、本実施の形態における脈波測定装置の外観構造は、上述の実施の形態３における脈波測定装置と同様である。
【００７０】
以上の構成とすることにより、上述の実施の形態１の効果に加え、ＰＣが不要となるため、さらなる装置の小型化および一体化が可能になる。この結果、装置の取扱いおよび持ち運びといった利便性が飛躍的に向上するようになる。
【００７１】
上述の実施の形態形態１ないし４においては、いずれも押圧手段として、押圧カフを用いた場合を例示して説明を行なったが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、押圧手段として駆動モータを用いた脈波測定装置にも当然に適用可能である。
【００７２】
また、上述の実施の形態１ないし４においては、被測定部位として手首を採用した脈波測定装置を例示して説明を行なったが、特にこれに限定されるものではなく、被測定部位として上腕や指を採用した脈波測定装置に本発明を適用することも当然に可能である。
【００７３】
このように、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００７４】
【発明の効果】
以上において説明したように、本発明によれば、安定的に精度よく脈波を測定することが可能で、かつ小型化および一体化を図ることにより利便性が向上した脈波測定装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における脈波測定装置の構造を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における脈波測定装置を生体に装着した状態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における脈波測定装置を生体に装着した状態を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１における脈波測定装置において、検出された信号の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２における脈波測定装置の構造を示す概略斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態３における脈波測定装置の構造を示す概略斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態３における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態４における脈波測定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 押圧カフ、２ 加圧ポンプ、３ 負圧ポンプ、４ 切換弁、５ 制御回路、６ 半導体圧力センサ、７ マルチプレクサ、８ コンバータ、１２ 操作部、１３ 表示部、１４ 膨縮手段、１６ 押圧手段制御部、１８ 制御基板、２０ センサユニット、２１ ケース体、２２ ベース体、２４ 開孔、３０ 固定台、３１ 凹部、３６ バンド、４２ 信号ケーブル、４４ エアチューブ、５０ 生体。
Claims (7)
- 感圧手段を有するセンサユニットと、生体を固定する生体固定具と、前記感圧手段を生体に押圧する押圧手段と、前記押圧手段を制御する押圧手段制御部とを備え、
前記生体固定具にて生体を固定した状態において、前記感圧手段を前記押圧手段にて生体に押圧して脈波を測定する脈波測定装置であって、
前記生体固定具は、生体の姿勢を固定する固定台を含み、
前記押圧手段制御部が、前記固定台に設けられている、脈波測定装置。 - 前記感圧手段から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部をさらに備え、
前記Ａ／Ｄ変換部が、前記固定台に設けられている、請求項１に記載の脈波測定装置。 - 前記センサユニットは、アレイ状に配置された複数の感圧手段を有しており、
前記複数の感圧手段から出力される信号を時分割多重する信号抽出部をさらに備え、
前記信号抽出部が、前記センサユニットに設けられている、請求項１または２に記載の脈波測定装置。 - 前記押圧手段は、膨縮自在の押圧カフを含み、
前記押圧手段制御部は、前記押圧カフ内に流体を出入させることにより前記押圧カフを膨縮させる膨縮手段と、前記膨縮手段の動作を制御する膨縮手段制御部とを含む、請求項１から３のいずれかに記載の脈波測定装置。 - 前記Ａ／Ｄ変換部から出力される信号を演算処理する演算処理部と、前記演算処理部にて得られる演算結果を出力するための表示部と、外部から入力を受けるための操作部とをさらに備え、
前記演算処理部、前記表示部および前記操作部が、前記固定台に設けられている、請求項２から４のいずれかに記載の脈波測定装置。 - 前記Ａ／Ｄ変換部から出力される信号を演算処理する演算処理部と、前記演算処理部にて得られる演算結果を出力するための表示部と、外部から入力を受けるための操作部とをさらに備え、
前記演算処理部が、前記固定台に設けられており、
前記表示部および前記操作部が、前記センサユニットに設けられている、請求項２から４のいずれかに記載の脈波測定装置。 - 前記Ａ／Ｄ変換部から出力される信号を演算処理する演算処理部と、前記演算処理部にて得られる演算結果を出力するための表示部と、外部から入力を受けるための操作部とをさらに備え、
前記演算処理部、前記表示部および前記操作部が、前記センサユニットに設けられている、請求項２から４のいずれかに記載の脈波測定装置。
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