JP2005131356A - 動脈血管検出装置、血圧測定装置、および圧脈波検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 皮下動脈の血管位置を容易且つ高精度に検出でき、さらにその動脈から血圧を測定することができる血圧測定装置を提供する。
【解決手段】 生体の皮膚２０上に装着される本体３４を有し、その本体３４が、生体内の動脈に向かって皮膚２０上から所定波長の光を照射する発光素子と、その発光素子から発光された光が生体組織内で反射または散乱させられて生じた脈波を受光するために、その発光素子を挟んで発光素子から等距離に配置された２つの受光素子と、をそれぞれ備えた２つの光センサ装置５０、５２と、２つの光センサ装置５０、５２の間に配置され、生体の皮膚を圧力可変に押圧する圧脈波センサ４６とを有する。圧脈波センサ４６の押圧力を最高血圧値よりも高い圧力から連続的に降圧させていき、下流側の光センサ装置５２に備えられている受光素子により検出される信号強度が所定の判断基準値を超えたことに基づいて、最高血圧値を決定できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光センサから照射される光を用いて皮膚下の動脈を検出する動脈血管検出装置、皮膚上から動脈を押圧する押圧部材の押圧力を変化させる過程で、上記光センサから照射された光が動脈などの生体組織内で反射または散乱させられた二次光（すなわち反射光または散乱光）が表す脈波の変化に基づいて血圧を測定する血圧測定装置、および上記動脈血管検出装置により動脈位置を決定して圧脈波を検出する圧脈波検出装置に関する。

心血管系機能の診断のために、生体内の動脈を検出して、その動脈の圧力すなわち血圧を測定したり、その動脈からの圧脈波を測定することが広く行われている。たとえば、特許文献１に記載された圧脈波検出装置では、多数の圧力検出素子（センサアレイ）が埋設された押圧面で動脈を押圧したとき、最も大きな信号を出力する圧力検出素子が最適位置の圧力検出素子として決定され、その最適位置の圧力検出素子により検出される圧脈波が出力されるようになっている。
実開０５−０２０７０９号公報

しかし、上記のような多数の圧力検出素子が埋設された押圧面を備えた圧脈波検出装置では、半導体基板にホトリソグラフィーを多用して感圧抵抗体を含む電橋（ブリッジ）を圧力検出素子毎に構成するという高度な加工や計測技術が必要とされるので、コスト高となる。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、皮下動脈の血管位置を容易且つ高精度に検出することができる動脈血管検出装置、構造が簡単で低コスト化が可能な血圧測定装置、構造が簡単で高精度な圧脈波を測定することができる圧脈波検出装置を提供することにある。

前記目的を達成するための第１発明は、生体の皮膚上に装着される本体を有し、その本体が、前記生体内の動脈に向かって皮膚上から所定波長の光を照射する発光素子と、その発光素子から発光された光が生体組織内で反射または散乱させられて生じた光を受光するために、その発光素子を挟んでその発光素子から等距離に配置された２つの受光素子と、をそれぞれ備えた２つの光センサ装置と、その２つの光センサ装置の間に配置され、前記生体の皮膚を圧力可変に押圧する押圧部材とを含むことを特徴とする動脈血管検出装置である。

第２発明は、第１発明の動脈血管検出装置において、前記発光素子として、中心波長が５３０ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲内である光を発光する第１波長発光素子と、赤色光または近赤外光を発光する第２波長発光素子とを備えていることを特徴とする。

第３発明は、第１発明または第２発明の動脈血管検出装置において、前記本体を、前記２つの光センサ装置および前記押圧部材の配列方向に対して直交方向に平行移動させる直交方向移動装置と、前記本体をその本体を含む平面内で回転させる回転装置とを、さらに含み、その直交方向移動装置と回転装置とにより、前記２つの光センサ装置にそれぞれ備えられた一対の受光素子により検出される脈波強度が同じになり、且つ、それぞれの強度が最大となるように、前記本体を位置決めすることを特徴とする。

第４発明は、生体の皮膚上に装着される本体を有し、その本体は、２つの光センサ装置と、その２つの光センサ装置の間に配置され、前記生体の皮膚を圧力可変に押圧する押圧部材とを含み、その光センサ装置は、前記生体内の動脈に向かって皮膚上から所定波長の光を照射する複数の発光素子がその２つの光センサ装置および前記押圧部材の配列方向に対して直交する方向に一列に配列されるとともに、その発光素子から発光された光が生体組織内で反射または散乱させられて生じた光を受光するための受光素子を備えていることを特徴とする動脈血管検出装置である。

第５発明は、第４発明の動脈血管検出装置であって、前記２つの光センサ装置にそれぞれ一列に配列されている複数の発光素子を順次発光させる発光制御手段と、その発光制御手段により複数の発光素子が順次発光させられたときに前記受光素子により検出される複数の脈波の向きを互いに比較すること、または、該複数の脈波の大きさを互いに比較することに基づいて、一方の光センサ装置下における前記動脈の位置、および他方の光センサ装置下における前記動脈の位置をそれぞれ決定する動脈位置決定手段とを、さらに含むことを特徴とする。

第６発明は、第５発明の動脈血管検出装置であって、前記本体を、前記２つの光センサ装置および前記押圧部材の配列方向に対して直交方向に平行移動させる直交方向移動装置と、前記本体をその本体を含む平面内で回転させる回転装置と、前記動脈位置決定手段において、前記２つの光センサ装置にそれぞれ一列に配列されている複数の発光素子のうち、配列の中央の発光素子下に前記動脈の位置が決定されるように、前記直交方向移動装置と回転装置を用いて前記本体の位置を粗調整した後、前記受光素子により検出されるその配列の中央の発光素子からの信号強度が最大となるように前記本体の位置を微調整する最適本体位置制御手段とを、さらに含むことを特徴とする。

第７発明は、生体の血圧値を測定する血圧測定装置であって、第１発明乃至第６発明のいずれかの動脈血管検出装置と、その動脈血管検出装置の押圧部材の押圧力が連続的に変化させられる過程で、前記２つの光センサ装置のうち前記動脈の下流側に位置させられた光センサ装置に備えられた受光素子により逐次検出される脈波強度が、予め定められた状態になったときの前記押圧部材の押圧力に基づいて、前記生体の最高血圧値を決定する最高血圧値決定手段とを含むことを特徴とする。

第８発明は、第７発明の血圧測定装置において、前記最高血圧値決定手段が、前記動脈血管検出装置の押圧部材の押圧力が連続的に変化させられる過程で、前記２つの光センサ装置のうち前記動脈の下流側に位置させられた光センサ装置に備えられた受光素子により逐次検出される脈波強度が、０に近い予め設定された判断基準値を境界とする所定範囲を超えたときの前記押圧部材の押圧力に基づいて、前記生体の最高血圧値を決定することを特徴とする。

第９発明は、第７発明または第８発明の血圧測定装置において、前記動脈血管検出装置の押圧部材の押圧力が連続的に変化させられる過程で、一方の光センサ装置に備えられた受光素子により検出される脈波形と、他方の光センサ装置に備えられた受光素子により検出される脈波形とを比較し、２つの脈波形の下部形状が略等しくなったときの前記押圧部材の押圧力に基づいて、前記生体の最低血圧値を決定する最低血圧値決定手段を、さらに含むことを特徴とする。

第１０発明は、生体からの圧脈波を検出する圧脈波検出装置であって、第９発明の血圧測定装置を有し、その血圧測定装置に含まれる前記押圧部材の押圧面に設けられ、前記生体からの圧脈波を検出する圧力検出素子と、その血圧測定装置により決定された最高血圧値および最低血圧値に基づいて平均血圧値を決定し、連続的に圧脈波を検出するために、前記押圧部材の押圧力をその平均血圧値に維持する最適押圧力制御手段とを、さらに含むことを特徴とする。

上記第１発明よれば、光センサ装置には、発光素子から発光された光が生体組織内で反射または散乱して生じた光を受光するための２つの受光素子が、発光素子を挟んで発光素子から等距離に備えられているので、２つの受光素子により検出される光の強度が等しくなるように光センサ装置の位置決め操作をすると、光センサ装置の発光素子が動脈の真上に位置する。この位置決め操作を２つの光センサ装置についてそれぞれ行えば、一定区間の動脈を容易に検出することができる。また、押圧部材は、２つの光センサ装置の間に配置されているので、確実に動脈を押圧することができる。

第２発明によれば、５３０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長の光を発光する第１波長発光素子と、赤色光または近赤外光を発光する第２波長発光素子とが備えられており、５３０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長の光を発光する第１波長発光素子が動脈の真上付近に位置するときは、その光が生体組織内で反射または散乱させられた二次光が表す脈波は、赤色光または近赤外光が生体組織内で反射または散乱させられて生じた脈波に対して反転するが、第１波長発光素子が動脈の真上付近にないときは、二次光が表す脈波は、赤色光または近赤外光の二次光が表す脈波に対して反転しないので、第１波長発光素子から発光された光の二次光が表す脈波が、赤色光または近赤外光の二次光が表す脈波に対して反転するように位置決めすることにより、第１波長発光素子が動脈の上部に位置するように、動脈血管検出装置の位置を粗調整することができる。

第３発明によれば、前記２つの光センサ装置にそれぞれ備えられた一対の受光素子により検出される脈波強度が同じになり、且つ、それぞれの強度が最大となるようにするための前記本体の移動を自動で行うことができる。

第４発明によれば、２つの光センサ装置には、それぞれ、発光素子が一列に配列されているとともに、発光素子から発光された光が生体組織内で反射または散乱して生じた光を受光する受光素子が備えられていることから、発光素子の配列方向が動脈と交差するように本体を皮膚上に装着した場合、その一列に配列された発光素子を順次発光させたときに受光素子により検出される複数の脈波を比較すると、動脈の真上またはそれに近い位置の発光素子からの脈波は、動脈の上部から離れている多数の発光素子からの脈波に対して反転するとともに、脈波の大きさが他の脈波よりも大きくなるので、受光素子により検出される複数の脈波の向きまたは脈波の大きさを相互に比較することで、一方の光センサ装置下における動脈の位置および他方の光センサ装置下における動脈のおおよその位置を決定することができ、また、この動脈のおおよその位置の決定は、一列に配列された複数の発光素子を一回ずつ発光させるだけでよいので、迅速に行うことができる。また、動脈のおおよその位置を迅速に決定できることから、迅速に本体を適切な位置に位置させることができる。さらに、２つの光センサ装置の位置を適切な位置に決定することにより、２つの光センサ装置の間に配置されている押圧部材も、確実に動脈を押圧することができる。

第５発明によれば、発光制御手段および動脈位置決定手段により、一方の光センサ装置下における動脈の位置および他方の光センサ装置下におけるおおよその動脈の位置を自動的に決定することができる。

第６発明によれば、最適本体位置制御手段により、前記本体の中央下に動脈が位置するように自動で本体が移動させられる。

第７発明および第８発明には、押圧力が連続的に高められる場合と、押圧力が、一旦、最高血圧値よりも高い値まで高められた後に、連続的に低下させられる場合とがあり、押圧力が連続的に高められる場合には、所定範囲の下限値が前記判断基準値となり、押圧力が、一旦、最高血圧値よりも高い値まで高められた後に、連続的に低下させられる場合には、所定範囲の上限値が前記判断基準値となる。
そして、押圧部材の押圧力が連続的に高められていく場合、押圧力の上昇に伴い、下流側の光センサ装置に備えられた受光素子により検出される脈波の強度は減少していき、その押圧力が皮膚下の動脈の最高血圧値と等しいか、またはそれよりも高くなって血流が遮断されると、遮断部位の下流では血流がなくなるので、脈波強度が極めて小さくなり、脈波強度は所定範囲の下側となるので、そのときの押圧力に基づいて最高血圧値が決定できる。一方、押圧力が、一旦、最高血圧値よりも高い値まで高められた後に、連続的に低下させられる場合、押圧力の低下開始当初は血流が遮断されているので、下流側の光センサ装置に備えられた受光素子により検出される脈波の強度は極めて小さいが、その押圧力が皮膚下の動脈の最高血圧値と等しいか、またはそれよりも低くなって動脈内で血流が再開すると、脈波強度は大きくなり所定範囲の上側となるので、そのときの押圧力に基づいて最高血圧値が決定できる。

第９発明によれば、押圧部材の押圧力が、その押圧部材によって押圧されている動脈の最低血圧値を含む範囲で連続的変化させられるが、押圧部材の押圧力がその動脈の最低血圧値よりも低い場合には、押圧部材の押圧によって動脈の血流はほとんど減少させられないので、上流側の受光素子により検出される脈波の形状と、下流側の受光素子により検出される脈波の形状はそれほど違わないが、押圧部材の押圧力がその動脈の最低血圧値よりも高い場合、動脈圧よりも押圧部材の押圧力が勝っている期間は下流側の受光素子により検出される信号が増加しないことから、下流側の受光素子により検出される脈波は下部が切り取られたような形状となるので、上流側の受光素子により検出される脈波の下部形状と、下流側の受光素子により検出される脈波の下部形状との比較に基づいて最低血圧値が決定できる。

第１０発明によれば、実際に測定された最高血圧値および最低血圧値に基づいて平均血圧値が決定されて、その平均血圧値にて押圧部材が皮膚を押圧する状態で、押圧部材の押圧面に備えられた圧力検出素子により圧脈波が検出されるので、動脈血管の一部が略偏平に押しつぶされた状態で圧脈波が検出されるので、簡単な構造により、血管内圧力を正確に表す圧脈波を連続的に検出することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２は、本発明が適用された血圧測定装置１０に備えられたプローブ１２が、生体の上腕部１４に装着された状態における要部断面図であり、図１は図２に示すＩ−Ｉ線で切断した上腕動脈１６に垂直な断面図、図２は図１の示すＩＩ−ＩＩ線で切断した上腕動脈１６に略平行な断面図である。また、図３は、プローブ１２の底面図である。なお、血圧測定装置１０は、血圧値ＢＰや圧脈波などに基づいて心血管系機能を評価するために用いる装置であり、動脈血管検出装置および圧脈波検出装置としての機能も有する。

プローブ１２は、装着バンド１８によって上腕部１４に装着されている。プローブ１２は、その装着バンド１８が連結されて開口端が生体の皮膚２０に略接する状態とされる容器状を成すハウジング２２と、そのハウジング２２内に収容され且つダイヤフラム２４を介してハウジング２２の開口から出入り可能に支持された押圧部２６と、その押圧部２６を径方向すなわち上腕動脈１６の長軸に直交する方向に移動させるためにハウジング２２と押圧部２６との間に介在させられたアクチュエータである一対のベローズ２８および３０とを備えている。上記ハウジング２２とダイヤフラム２４との間の空間は、主圧力室３１を構成しており、配管３３を介して主圧力室３１内の空気が給排されることにより、主圧力室３１内の圧力が調整される。なお、図１において２９は上腕骨である。

上記押圧部２６は、図２に示すように、前記ダイヤフラム２４の中央部が固定されたケース３２と、そのケース３２に対して垂直軸心Ｃ１回りに相対回転可能に設けられた本体３４と、その本体３４を垂直軸心Ｃ１回りに駆動してその角度位置を変更するためにケース３２に設けられた電動モータ３６とを備えており、電動モータ３６の出力軸に固定された雄ネジ３８が本体３４に固定されたブラケット４０に螺合され、その出力軸の回転に応じて本体３４が水平方向に回転させられるようになっている。これら、電動モータ３６、雄ネジ３８、ブラケット４０などが回転装置４２を構成している。

本体３４は、ブラケット４０がその上面に固定された長手矩形状の基板４４と、その基板４４の長手方向中央において、その基板４４の下面に固定され、押圧部材としても機能する圧脈波センサ４６と、その圧脈波センサ４６を挟むように基板４４の長手方向両側において蛇腹ゴム４８を介して基板４４に固定された２つの光センサ装置すなわち上流側光センサ装置５０および下流側光センサ装置５２とを備えている。

２つの蛇腹ゴム４８内は、それぞれ上流側圧力室５４および下流側圧力室５６を構成しており、それら上流側圧力室５４および下流側圧力室５６内の空気が配管５８、６０を介して給排されることにより、上流側圧力室５４および下流側圧力室５６内の圧力が調整される。

上流側光センサ装置５０および下流側光センサ装置５２は、同一の構成であり、図３に示すように、それらの押圧面６２ａ、ｂには、２つの押圧面６２ａ、ｂの中心を通る中心線Ｃ２上に、互いに異なる波長を発光する第１波長発光素子６４ａ、ｂおよび第２波長発光素子６６ａ、ｂが配置されており、その中心線Ｃ２を挟み、且つ、それら第１波長発光素子６４ａ、ｂおよび第２波長発光素子６６ａ、ｂからの距離が等距離になるように、第１受光素子６８ａ、ｂおよび第２受光素子７０ａ、ｂが配置されている。また、圧脈波センサ４６の押圧面７２には、前記中心線Ｃ２上となるように、圧力検出素子７４が配置されている。すなわち、圧力検出素子７４は、２つの光センサ装置５０、５２の間であって、発光素子６４ａ（または６６ａ）と発光素子６４ｂ（または６６ｂ）との間を結ぶ直線上に配置されている。上記第１波長発光素子６４ａ、ｂが発光する光の波長（第１波長）は、たとえば、生体組織および血液による光吸収が赤色光や近赤外光に比べて１０倍以上である波長（中心波長λ＝５３０ｎｍ〜５７０ｎｍ、好ましくは５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ）である。また、第２波長発光素子６６ａ、ｂが発光する光の波長（第２波長）には、酸素化ヘモグロビンの吸光係数と無酸素化ヘモグロビンの吸光係数とが略等しい波長である８００ｎｍ、または他の近赤外光の波長、または赤色波長（たとえば６５０ｎｍ）を用いるが、酸素飽和度も測定する場合には、６５０ｎｍを用いることが好ましい。

図４は、血圧測定装置１０の全体構成を説明するブロック図である。電子制御装置８０は、ＣＰＵ８２、ＲＯＭ８４、ＲＡＭ８６、Ａ／Ｄ変換器８８などを備えている。ＣＰＵ８２は、ＲＡＭ８６の一時記憶機能を利用しつつ、操作キー８９などから供給される信号に従って予めＲＯＭ８４に記憶されたプログラムを実行することにより、発光素子６４、６６を駆動制御するＬＥＤ駆動回路９０、電動モータ３６を駆動制御するためのモータ駆動回路９２、主圧力室３１内の押圧力すなわち圧脈波センサ４６が皮膚２０を押圧する押圧力を制御する主制御弁９４を駆動制御する主制御弁駆動回路９６、ベローズ２８、３０内の圧力を制御する位置制御弁９８を駆動制御する位置制御弁駆動回路１００、上流側圧力室５４および下流側圧力室５６内の圧力すなわち上流側光センサ装置５０および下流側光センサ装置５２の押圧力を制御する光センサ装置押圧力制御弁１０２を駆動制御する光センサ装置押圧力制御弁駆動回路１０４、および表示器１０６を制御する。

上記主制御弁９４、位置制御弁９８、および光センサ装置押圧力制御弁１０２は、空気ポンプ１０８と接続されており、その空気ポンプ１０８により発生させられる圧力を共通の元圧としている。主圧力室３１には、前記配管３３を介して主制御弁９４および圧力センサ１１０が接続されており、上流側圧力室５４は、配管５８を介して光センサ装置押圧力制御弁１０２および圧力センサ１１２に接続されており、下流側圧力室５６は、配管６０を介して光センサ装置押圧力制御弁１０２および圧力センサ１１４に接続されている。

図５は、上記電子制御装置８０の制御機能の要部を示す機能ブロック図である。図５において、圧脈波センサ押圧力制御手段１２０は、圧力センサ１１０から供給される信号に基づいて主圧力室３１内の圧力を判断しつつ、主制御弁駆動回路９６を駆動制御して主圧力室３１内の圧力すなわち圧脈波センサ４６の押圧力を制御する。光センサ装置押圧力制御手段１２２は、圧力センサ１１２、１１４から供給される信号に基づいて上流側圧力室５４内の圧力および下流側圧力室５６内の圧力を判断しつつ、光センサ装置押圧力制御弁駆動回路１０４を駆動制御して上流側圧力室５４内の圧力すなわち上流側光センサ装置５０の押圧力および下流側圧力室５６内の圧力すなわち下流側光センサ装置５２の押圧力を制御する。

発光制御手段１２４は、第１波長発光素子６４および第２波長発光素子６６のいずれを用いるかが決定されている場合には、ＬＥＤ駆動回路９０に駆動制御信号を出力することにより、上流側光センサ装置５０において決定された側の発光素子６４ａまたは６６ａと下流側光センサ装置５２において決定された側の発光素子６４ｂまたは６６ｂとを予め設定された発光タイミングでそれぞれ発光させる。上記発光タイミングは、上流側光センサ装置５０の発光素子６４ａまたは６６ａから発光された光が生体組織内を伝播して下流側光センサ装置５２の受光素子６８ａ、７０ａに検出されたり、逆に、下流側光センサ装置５２の発光素子６４ｂまたは６６ｂから発光された光が生体組織内を伝播して上流側光センサ装置５０の受光素子６８ｂ、７０ｂに検出されてしまうことを防止するために、互いに異なる周波数（たとえば２ｋＨｚと３ｋＨｚなど）に設定されるか、または、同一の周波数であって、交互に発光させるように設定されている。

波長選択手段１２６は、動脈検出および血圧測定に、第１波長発光素子６４および第２波長発光素子６６のいずれを用いるかを決定するものであり、発光制御手段１２４により、第１波長発光素子６４および第２波長発光素子６６をそれぞれ発光させ、そのとき第１受光素子６８および第２受光素子７０の少なくとも一方から供給される信号強度を比較して、信号強度が強い側の波長を動脈検出および血圧測定に用いる波長として選択する。

脈波表示手段１２８は、前記発光タイミングに従って信号を分離することにより、上流側光センサ装置５０の第１受光素子６８ａ、第２受光素子７０ａにより検出される第１波長および第２波長由来の脈波、下流側光センサ装置５２の第１受光素子６８ｂ、第２受光素子７０ｂにより検出される第１波長および第２波長由来の脈波を、表示器１０６にそれぞれ表示する。

第１波長として５３０ｎｍ〜５７０ｎｍが用いられており、第２波長は赤色光または近赤外光の波長であるので、発光素子６４、６６が上腕動脈１６の上部にあるとき、受光素子６８、７０により検出される第１波長由来の脈波は、第２波長由来の脈波に対して反転するが、発光素子６４、６６が上腕動脈１６の上部から比較的大きくずれているときは、第１波長由来の脈波は第２波長由来の脈波に対して反転しない。図６〜図９はこのことを示す実験データである。すなわち、図６〜図９は、いずれも、５３０ｎｍの波長の光を発光する発光素子、赤色光（Ｒｅｄ）を発光する発光素子および赤外光（ＩＲ）を発光する発光素子を発光させたときに受光素子により検出される後方散乱光を示す波形であって、図６および図８は、５３０ｎｍの波長の光を発光する発光素子を上腕動脈直上に位置させ、赤色光（Ｒｅｄ）を発光する発光素子および赤外光（ＩＲ）を発光する発光素子を上腕動脈直上から外れた位置に位置させた場合の波形、図７は赤色光（Ｒｅｄ）を発光する発光素子および赤外光（ＩＲ）を発光する発光素子を上腕動脈直上に位置させ、５３０ｎｍの波長の光を発光する発光素子を上腕動脈直上から外れた位置に位置させた場合の波形、図９は５３０ｎｍの波長の光を発光する発光素子、赤色光（Ｒｅｄ）を発光する発光素子、および赤外光（ＩＲ）を発光する発光素子を、全て上腕動脈直上から外れた位置に位置させた場合の波形である。図６〜９に示されるように、赤色光および赤外光の後方散乱光は、発光素子の位置に拘わらず下向きの波形（心臓の収縮に伴って信号強度が減少する波形）である。それに対して、５３０ｎｍの光の後方散乱光は、発光素子の位置が上腕動脈直上にある場合には、上向きの波形（心臓の収縮に伴って信号強度が増加する波形）であるが（図６、図８）、発光素子の位置が上腕動脈直上から外れた位置である場合には、下向きの波形となる（図７、図９）。

また、第１受光素子６８と第２受光素子７０は、発光素子６４，６６から等距離に配置されているので、発光素子６４、６６が上腕動脈１６の真上に位置すると、第１受光素子６８により検出される脈波の大きさと第２受光素子７０により検出される脈波の大きさが等しくなり、且つ、それぞれの脈波の大きさが最大となる。一方、発光素子６４、６６が上腕動脈１６の真上からずれるほど、第１受光素子６８により検出される脈波の大きさと第２受光素子７０により検出される脈波の大きさとの差が大きくなる。従って、これらの脈波が表示器１０６に表示されると、発光素子６４、６６が上腕動脈１６の真上に位置しているか否かが判断できる。

そこで、第１波長由来の脈波が、第２波長由来の脈波に対して反転するように、２つの光センサ装置５０、５２の大雑把な装着位置を決定する。続いて、発光素子６４、６６が上腕動脈１６の真上からずれていると判断できる場合、装置操作者は、発光素子６４、６６を上腕動脈１６の真上に移動させるために、操作キー８９を操作するので、操作キー８９から、本体３４を平行移動または回転移動させることを指示する信号が供給される。直交方向移動制御手段１３０は、本体３４を上腕動脈１６に直交する方向に平行移動させることを指示する信号が供給された場合に実行される制御であり、圧脈波センサ押圧力制御手段１２０および光センサ装置押圧力制御手段１２２により圧脈波センサ４６および光センサ装置５０、５２の押圧力を本体３４を移動可能な程度に弱めさせた後、位置制御弁駆動回路１００を駆動制御することにより、一対のベローズ２８、３０の差圧を調節して、本体３４を２つの光センサ装置５０、５２および圧脈波センサ４６の配列方向に直交する方向すなわち中心線Ｃ２に直交する方向に平行移動させ、その後再び、圧脈波センサ押圧力制御手段１２０および光センサ装置押圧力制御手段１２２により圧脈波センサ４６および光センサ装置５０、５２の押圧力を脈波が検出できる程度に予め設定された所定の押圧力とする。本実施例では、この直交方向移動制御手段１３０、位置制御弁９８、位置制御弁駆動回路１００、一対のベローズ２８、３０等が、直交方向移動装置１３１を構成する。

回転制御手段１３２は、本体３４を回転移動させることを指示する信号が供給された場合に実行される制御であり、圧脈波センサ押圧力制御手段１２０および光センサ装置押圧力制御手段１２２により圧脈波センサ４６および光センサ装置５０、５２の押圧力を本体３４を移動可能な程度に弱めさせた後、モータ駆動回路９２を駆動制御することにより電動モータ３６を回転させて、本体３４を水平方向に所定角度回転させ、その後再び、圧脈波センサ押圧力制御手段１２０および光センサ装置押圧力制御手段１２２により圧脈波センサ４６および光センサ装置５０、５２の押圧力を脈波が検出できる程度に予め設定された所定の押圧力とする。

血圧値決定手段１３４は、圧脈波センサ押圧力制御手段１２０により、圧脈波センサ４６の押圧力を一般的な最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳよりも高い圧力（たとえば１８０ｍｍＨｇ）に設定された目標押圧力まで上昇させ、続いて、その圧脈波センサ４６の押圧力を所定の降圧速度で降圧させるとともに、光センサ装置押圧力制御手段１２２により、圧脈波センサ４６の押圧力が増加、減少しても光センサ装置５０、５２の押圧力が変化しないように光センサ装置５０、５２の押圧力を維持させる。圧脈波センサ４６の押圧力が上記目標押圧力の状態では、上腕動脈１６は圧脈波センサ４６の押圧力により閉塞させられているので、閉塞部位の下流側には血流がなく、下流側光センサ装置５２の受光素子６８ｂ、７０ｂにより検出される信号強度はほぼゼロであるが、圧脈波センサ４６の押圧力を上記目標押圧力から降圧させていき、上腕動脈１６の血流が再開すると、上記受光素子６８ｂ、７０ｂにより検出される信号強度が増加し始める。そして、さらに、圧脈波センサ４６の押圧力が降圧させられてその押圧力が上腕動脈１６の最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡを下まわると、圧脈波センサ４６の上流と下流の血液流量は等しくなる。従って、血圧値決定手段１３４は、下流側光センサ装置５２の受光素子６８ｂ、７０ｂにより検出される信号強度が、ほとんどゼロであった状態から、ゼロに近い値に予め設定された判断基準値ＴＨを上限とする範囲を超えたときを判定し、そのとき圧力センサ１１０により検出される押圧力を最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳに決定し、上流側光センサ装置５０の受光素子６８ａ、７０ａにより検出される信号強度と、下流側光センサ装置５２の受光素子６８ｂ、７０ｂにより検出される信号強度が略等しくなったときを判定し、そのとき圧力センサ１１０により検出される押圧力を最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡに決定する。

最適押圧力制御手段１３６は、血圧値決定手段１３４により決定された最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳおよび最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡに基づいて平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮを算出し、上腕動脈１６からの圧脈波を検出するために、圧脈波センサ４６の押圧力をその平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮに維持する。上記平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮは、最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡに、最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳと最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡとの差（すなわち脈圧ＰＰ）の１／３を加えることにより算出する。圧脈波センサ４６の押圧力が平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮに維持されると、上腕動脈１６の血管壁の圧脈波センサ４６側が略偏平になるので、圧脈波センサ４６の押圧面７２に配置されている圧力検出素子７４により、正確な形状の圧脈波（すなわち上腕脈波）が連続的に検出される。

圧脈波表示制御手段１３８は、圧脈波センサ４６の押圧力が、上記最適押圧力制御手段１３６により最適押圧力に制御されている状態で圧力検出素子７４により検出される圧脈波（すなわち上腕脈波）を、表示器１０６に表示させる。

図１０は、図５に示した電子制御装置８０の制御機能のうち、血圧決定に関する制御を示すフローチャートである。このフローチャートは、波長選択手段１２６により、第１波長発光素子６４および第２波長発光素子６６のいずれを発光させるかが決定され、直交方向移動制御手段１３０および回転方向制御手段１３２により、本体３４が上腕動脈１６と平行且つその上腕動脈１６真上に位置させられた後に実行される。

まず、ステップＳ１（以下、ステップを省略する。）では、圧脈波センサ４６の押圧力の昇圧制御を開始する。すなわち、主制御弁駆動回路９６を駆動制御することにより、圧脈波センサ４６の押圧力を昇圧させるとともに、光センサ装置押圧力制御弁駆動回路１０４を制御して、圧脈波センサ４６の押圧力の昇圧に対応して上流側圧力室５４および下流側圧力室５６内の圧力を降圧させることにより、光センサ装置５０、５２の押圧力を維持させる。

続くＳ２では、圧脈波センサ４６の押圧力が前記目標押圧力に到達したか否かを判断する。この判断が否定された場合には、この判断を繰り返し実行する。このＳ２の判断が繰り返される間は、前記圧脈波センサ４６の押圧力の昇圧制御が継続される。一方、Ｓ２の判断が肯定された場合には、Ｓ３において、圧脈波センサ４６の押圧力の降圧制御を開始する。すなわち、主制御弁駆動回路９６を駆動制御することにより、圧脈波センサ４６の押圧力を所定の速度で降圧させるとともに、光センサ装置押圧力制御弁駆動回路１０４を制御して、圧脈波センサ４６の押圧力の降圧に対応して上流側圧力室５４および下流側圧力室５６内の圧力を昇圧させることにより、光センサ装置５０、５２の押圧力を維持させる。

そして、続くＳ４では、下流側光センサ装置５２に備えられている第１波長発光素子６４ｂおよび第２波長発光素子６６ｂのうち、予め血圧決定に使用する側に決定した素子を、所定の周波数で発光させる。続くＳ５では、下流側光センサ装置５２の受光素子６８ｂ、７０ｂから供給される信号を読み込み、続くＳ６では、圧力センサ１１０からの信号に基づいて圧脈波センサ４６の押圧力を決定する。

続くＳ７では、上記Ｓ５で読み込んだ信号の強度が、ゼロに近い値に予め設定された判断基準値ＴＨよりも大きくなったか否かを判断する。この判断が否定された場合には、前記Ｓ４以下を繰り返し実行することにより、発光素子６４ｂまたは６６ｂの発光、受光素子６８ｂ、７０ｂからの信号読み込み、圧脈波センサ４６の押圧力の決定を逐次実行する。一方、Ｓ７の判断が肯定された場合には、その直前にＳ６において決定した押圧力を最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳに決定する。

そして、続くＳ９では、下流側光センサ装置５２に備えられている第１波長発光素子６４ｂおよび第２波長発光素子６６ｂのうち、予め血圧決定に使用する側に決定した素子を、所定の周波数で発光させるとともに、上流側光センサ装置５０に備えられている第１波長発光素子６４ａおよび第２波長発光素子６６ａのうち、予め血圧決定に使用する側に決定した素子を、所定の周波数で発光させる。そして、続くＳ１０では、下流側光センサ装置５２の受光素子６８ｂ、７０ｂから供給される信号および上流側光センサ装置５０の受光素子６８ａ、７０ａから供給される信号を読み込む。そして、Ｓ１１では、圧力センサ１１０からの信号に基づいて圧脈波センサ４６の押圧力を決定する。

続くＳ１２では、前記Ｓ１０において受光素子６８、７０から信号を一拍分読み込んだか否かを判断する。この判断が否定された場合には、前記Ｓ９以下を繰り返し実行する。一方、Ｓ１２の判断が肯定された場合には、Ｓ１３において、Ｓ１１で決定された一拍分の押圧力を平均する。そして、続くＳ１４では、前記Ｓ９乃至Ｓ１２の繰り返しにより検出した一拍分の上流側の脈波および一拍分の下流側の脈波について下部形状を比較して、両者が略等しいか否かを判断する。上流側の脈波の下部部分は、たとえば、振幅の所定割合以下の部分とし、下流側の脈波の下部部分は、その上流側脈波の下部部分が検出された期間に検出された部分とする。そして、両者が略等しいか否かは、たとえば、相関係数が所定値以上であるか否かに基づいて判断する。

上記Ｓ１４の判断が否定された場合には、前記Ｓ９以下を再び繰り返し実行する。一方、Ｓ１４の判断が肯定された場合には、続くＳ１５において、その直前に前記Ｓ１３で算出した押圧力を最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡに決定する。そして、続くＳ１６において、主制御弁駆動回路９６を制御して、主圧力室３１内の圧力を急速に排圧させ、次いで、Ｓ１７において、前記Ｓ８で決定した最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳおよびＳ１５で決定した最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡを、表示器１０６に表示する。

以上、説明したように、本実施例によれば、光センサ装置５０、５２には、発光素子６４、６６から発光された光が生体組織内で反射または散乱させられて生じた脈波を受光するための２つの受光素子６８、７０が、発光素子６４、６６を挟んで発光素子６４、６６から等距離に備えられているので、２つの受光素子６８、７０により検出される脈波の強度が等しくなるように光センサ装置５０、５２の位置決め操作をすると、発光素子６４、６６が上腕動脈１６の真上に位置する。この位置決め操作を２つの光センサ装置５０、５２についてそれぞれ行うことにより、一定区間の上腕動脈１６を容易に検出することができる。また、圧脈波センサ４６は、２つの光センサ装置５０、５２の間に配置されているので、確実に上腕動脈１６を押圧することができる。

また、本実施例によれば、５３０ｎｍ〜５７０ｎｍの第１波長を発光する第１波長発光素子６４と、赤色光または近赤外光を発光する第２波長発光素子６６とが備えられており、５３０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長の光を発光する第１波長発光素子６４が上腕動脈１６の真上付近に位置するときは、その光が生体組織内で反射または散乱させられた二次光が表す脈波は、赤色光または近赤外光が生体組織内で反射または散乱させられて生じた脈波に対して反転するが、第１波長発光素子６４が上腕動脈１６の真上付近にないときは、二次光が表す脈波は、赤色光または近赤外光の二次光が表す脈波に対して反転しないので、第１波長発光素子６４から発光された光の二次光が表す脈波が、赤色光または近赤外光の二次光が表す脈波に対して反転するように位置決めすることにより、第１波長発光素子６４が動脈の上部に位置するように、血圧測定装置１０の位置を粗調整することができる。

また、本実施例によれば、直交方向移動装置１３１による平行移動および回転装置４２による回転移動により、２つの光センサ装置５０、５２にそれぞれ備えられた一対の受光素子６４、６６により検出される脈波強度が同じになり、且つ、それぞれの強度が最大となるようにするための本体３４の移動を自動で行うことができる。

また、本実施例によれば、圧脈波センサ４６の押圧力が、目標押圧力から低下させられていく過程で下流側光センサ装置５２に備えられている受光素子６８ｂ、７０ｂにより検出される信号強度が所定の判断基準値ＴＨを超えたときの圧脈波センサ４６の押圧力が最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳに決定される。また、圧脈波センサ４６の押圧力がさらに低下させられ、下流側光センサ装置５２に備えられている受光素子６８ｂ、７０ｂにより検出される信号強度が上流側光センサ装置５０に備えられている受光素子６８ａ、７０ａにより検出される信号強度と略等しくなったときの圧脈波センサ４６の押圧力が最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡに決定されるので、簡単な構造により血圧測定装置を構成することができる。

また、本実施例によれば、実際に測定された最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳおよび最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡの少なくとも一方に基づいて最適押圧力が決定されて、その最適押圧力にて圧脈波センサ４６が皮膚を押圧する状態で、圧脈波センサ４６の押圧面７２に備えられた圧力検出素子７４により圧脈波が検出されるので、簡単な構造により、正確な形状の圧脈波を連続的に検出することができる。

次に、本発明の第２実施例を説明する。なお、以下の説明において、前述の第１実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。第２実施例は、上流側光センサ装置１５０および下流側光センサ装置１５２に備えられている素子の数および配列位置が第１実施例と異なり、また、電子制御装置８０の制御機能が第１実施例と異なる以外は、第１実施例と同様の構成を有する。

図１１は、第２実施例の血圧測定装置に備えられているプローブ１５４の底面図であり、第１実施例の図３に対応する図である。図１１に示すように、プローブ１５４の本体１５６には、押圧部材としても機能する圧脈波センサ４６、およびその圧脈波センサ４６を挟むようにその圧脈波センサ４６の両側に配置された上流側光センサ装置１５０、下流側光センサ装置１５２が、図１１には図示されていない基板４４に固定されている。

上流側光センサ装置１５０の押圧面１５０ａには、第１実施例と同様に、５３０〜５７０ｎｍ程度の波長の光を発光する第１波長発光素子６４、および赤色光または近赤外光の光を発光する第２波長発光素子６６が備えられているが、第１実施例と異なり、それらはともに複数（図１１では各１０個）備えられている。これら複数の第１波長発光素子６４および第２波長発光素子６６は、それぞれ、上流側光センサ装置１５０、圧脈波センサ４６、および下流側光センサ装置１５２の配列方向（すなわち中心線Ｃ２方向）に対して直交する方向に一列に、且つ、等間隔に配置されている。また、第２波長発光素子６６は第１波長発光素子６４よりも圧脈波センサ４６側に配置されている。第２実施例では、第１波長発光素子６４は上腕動脈検出用であり、第２波長発光素子６６は酸素飽和度や呼吸数を算出するための容積脈波検出用である。

さらに、上流側光センサ装置１５０の押圧面１５０ａには、第１波長発光素子６４および第２波長発光素子６６の配列の一方の端に隣接する位置であって、配列の端に位置する第１波長発光素子６４と第２波長発光素子６６から等距離となる位置に、受光素子１５８が配置されている。

下流側光センサ装置１５２の押圧面１５２ａにも、上流側光センサ装置１５０の押圧面１５０ａと同様に、中心線Ｃ２方向に対して直交する方向に一列に、且つ、等間隔に、第１波長発光素子６４および第２波長発光素子６６が複数（図１１では各１０個）備えられており、また、第１波長発光素子６４および第２波長発光素子６６の配列の一方の端に隣接する位置であって、配列の端に位置する第１波長発光素子６４と第２波長発光素子６６から等距離となる位置に、受光素子１５８が配置されている。なお、下流側光センサ装置１５２においても、第２波長発光素子６６は第１波長発光素子６４よりも圧脈波センサ４６側に配置されており、受光素子１５８は、上流側光センサ装置１５０において受光素子１５８が配置されている側と同じ側に配置されている。

図１２は、第２実施例における電子制御装置８０の制御機能の要部を示す機能ブロック図であり、第１実施例の図５に対応する図である。図１２において、図５と異なるのは、発光制御手段１６０、動脈位置決定手段１６２、最適本体位置制御手段１６３、血圧値決定手段１６４であり、また、第２実施例では、波長選択手段１２６、脈波表示手段１２８が設けられていない。

発光制御手段１６０は、ＬＥＤ駆動回路９０に駆動制御信号を出力することにより、上流側光センサ装置１５０の押圧面１５０ａに一列に配列されている第１波長発光素子６４を、所定の発光間隔で所定時間ずつ順次発光させ、また、下流側光センサ装置１５２についても、その押圧面１５２ａに一列に配列されている第１波長発光素子６４を、所定の発光間隔で所定時間ずつ順次発光させる。なお、各第１波長発光素子６４を発光させる時間は、一拍分程度またはそれ以上の時間とされ、また、上流側光センサ装置１５０の第１波長発光素子６４から発光された光が生体組織内を伝播して下流側光センサ装置１５２の受光素子１５８に検出されたり、逆に、下流側光センサ装置１５２の第１波長発光素子６４から発光された光が生体組織内を伝播して上流側光センサ装置１５０の受光素子１５８に検出されてしまうことを防止するために、上流側光センサ装置１５０において第１波長発光素子６４を発光させる期間と、下流側光センサ装置１５２において第１波長発光素子６４を発光させる期間とは、異なるように設定されている。

動脈位置決定手段１６２は、発光制御手段１６０により一列に配列されている複数の第１波長発光素子６４が順次発光させられたときに、受光素子１５８により検出される複数の脈波を相互に比較して、多数の脈波に対して向きが反転している脈波を決定することに基づいて、上流側光センサ装置１５０に一列に配列されている複数の第１波長発光素子６４のうち上腕動脈１６の真上またはその近くに位置する第１波長発光素子６４である上部発光素子Ｍを決定し（すなわち複数の第１波長発光素子６４のうちどの素子の下に上腕動脈１６が位置しているかを決定し）、また、下流側光センサ装置１５２についても、一列に配列されている複数の第１波長発光素子６４から、上腕動脈１６の真上またはその近くに位置する第１波長発光素子６４である上部発光素子Ｍを決定する。

ここで、脈波の向きが他の多数の脈波の向きに対して反転している脈波を決定することで上部発光素子Ｍが決定できる理由を説明すると、第１実施例でも説明したように、５３０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長である第１波長の光の場合、受光素子１５８により検出される脈波は、発光源（すなわち第１波長発光素子６４）が上腕動脈１６の上部にあるときは、発光源が上腕動脈１６の上部から比較的大きくずれているときに対して、受光素子１５８により検出される脈波の向きがベースラインに対して反転する。従って、受光素子１５８により検出される複数の脈波のうち、上腕動脈１６の真上またはその付近に位置する第１波長発光素子６４を発光源とする脈波の向きは、上腕動脈１６の真上付近に位置しない残りの多数の第１波長発光素子６４を発光源とする脈波に対して反転する。そのため、他の多数の脈波に対して向きが反転している脈波の発光源である第１波長発光素子６４を上部発光素子Ｍに決定できるのである。また、各第１波長発光素子６４から発光させられた光が、上腕動脈１６にて反射または散乱させられて受光素子１５８に到達する光路長を考えると、上腕動脈１６の真上に位置する第１波長発光素子６４から発光された光の光路長が最短となるので、上腕動脈１６の真上に位置する第１波長発光素子６４の発光に基づく信号が最大となる。従って、受光素子１５８により検出される脈波の大きさが最も大きくなる第１発光素子６４を、上部発光素子Ｍに決定することもできる。なお、脈波が最も大きいかどうかの決定は、たとえば、各第１発光素子６４が発光させられている間に受光素子１５８に検出される信号強度の平均値、その間の最大値、その間の最大値と最小値の差などを比較することにより行う。

さらに、動脈位置決定手段１６２は、決定した上流側光センサ装置１５０における上部発光素子Ｍおよび下流側光センサ装置１５２における上部発光素子Ｍを、その上部発光素子Ｍの配列における位置が分かるように表示器１０６に表示する。たとえば、図１３に示すような本体１５６の底面の概略図を表示し、上部発光素子Ｍを、他の素子と異なる色で表示する。または、各第１波長発光素子６４に連続番号が付与されている場合には、上部発光素子Ｍの番号を表示器１０６に表示してもよい。

最適本体位置制御手段１６３は、回転制御手段１３２および直交方向移動制御手段１３０に制御信号を出力して、前記動脈位置決定手段１６２により決定される上流側光センサ装置１５０の上部発光素子Ｍおよび下流側光センサ装置１５２の上部発光素子Ｍが、それぞれ、配列の中央の第１波長発光素子６４となる位置に、本体１５６の装着位置を粗調整し、次いで、その上部発光素子Ｍが発光させられたときに受光素子１５８により検出される信号強度が最も大きくなるように、本体１５６の装着位置を微調整する。このように本体１５６の位置が最適位置とされると、圧脈波センサ４６の押圧面７２に備えられている圧力検出素子７４は、上腕動脈１６の真上に位置することになる。

血圧値決定手段１６４は、第１実施例の血圧値決定手段１３４とほぼ同様の制御内容により、最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳおよび最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡを決定する。すなわち、第２実施例の血圧値決定手段１６４も、第１実施例の血圧値決定手段１３４の制御内容を具体的に示した図１０のフローチャートに従って血圧値ＢＰを決定するが、第１実施例では、第１波長発光素子６４および第２波長発光素子６６は、上流側光センサ装置１５０および下流側光センサ装置１５２に各１個ずつ備えられているのみであったのに対し、第２実施例では、上流側光センサ装置１５０および下流側光センサ装置１５２に、第１波長発光素子６４および第２波長発光素子６６が複数備えられているので、発光素子６４、６６の数の違いに起因する制御内容の相違がある。すなわち、血圧値決定手段１６４は、図１０のＳ４に相当するステップでは、下側光センサ装置１５２において配列の中央に位置する第１波長発光素子６４または第２波長発光素子６６のうち予め定められているいずれか一方が発光させられ、図１０のＳ９に相当するステップでは、上側光センサ装置１５０において配列の中央に位置する第１波長発光素子６４または第２波長発光素子６６のうち予め定められているいずれか一方、および、そのＳ４において発光させられた素子が、それぞれ所定の周波数で発光させられる。

以上説明した第２実施例によれば、２つの光センサ装置１５０、１５２には、それぞれ、第１波長発光素子６４が一列に配列されているとともに、第１波長発光素子６４から発光された光が生体組織内で反射または散乱して生じた光を受光する受光素子１５８が備えられていることから、第１波長発光素子６４の配列方向が上腕動脈１６と交差するように本体１５６を皮膚上に装着した場合、発光制御手段１６０により、その一列に配列された第１波長発光素子６４が順次発光させられたときに受光素子１５８により検出される複数の脈波を比較すると、上腕動脈１６の真上またはその付近に位置する第１波長発光素子６４からの脈波は、上腕動脈１６の上部から離れている多数の第１波長発光素子６４からの脈波に対して反転するので、動脈位置決定手段１６２により、受光素子１５８により検出される複数の脈波の比較に基づいて、上流側光センサ装置１５０下における上腕動脈１６の位置および下流側光センサ装置１５２下における上腕動脈１６のおおよその位置を決定することができる。この上腕動脈１６のおおよその位置の決定は、一列に配列された複数の第１波長発光素子６４を一回ずつ発光させるだけでよいので、迅速に行うことができる。また、上腕動脈１６のおおよその位置を迅速に決定できることから、配列の中央の第１波長発光素子６４が上部発光素子Ｍとなるように粗調整した後、最適本体位置制御手段１６３による制御を経る本体１５６の最適位置決定までの全体の時間が短時間になる。さらに、２つの光センサ装置１５０、１５２の位置を適切な位置に決定することにより、２つの光センサ装置１５０、１５２の間に配置されている圧脈波センサ４６も、確実に上腕動脈１６を押圧することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の第１実施例では、光センサ装置５０、５２には、互いに異なる波長を発光する２つの発光素子６２、６４が備えられていたが、発光素子は１つであってもよい。

また、前述の第２実施例では、第１波長発光素子６４により上腕動脈１６の位置を決定していたが、第２波長発光素子６６を用いて上腕動脈１６の位置を決定してもよい。第２波長発光素子６６を用いて上腕動脈１６の位置する場合には、第１波長発光素子６４は必要ない。また、容積脈波の検出が必要ない場合、すなわち、酸素飽和度や呼吸数などを算出しない場合には、第２波長発光素子６６は設けられなくてもよい。

また、前述の第２実施例では、受光素子１５８は、第１波長発光素子６４の配列の一方の端に隣接する位置に配置されていたが、受光素子１５８の位置は、各発光素子６４、６６から上腕動脈１６を経た光を検出できる位置であれば押圧面１５０ａ、１５２ａ上のどの位置であってもよく、たとえば、第１波長発光素子６４の配列よりも圧脈波センサ４６から遠い側であってもよい。

また、前述の実施例では、プローブ１２は上腕部１４に装着されていたが、他の部位、たとえば、足首や大腿部などに装着されてもよい。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

本発明が適用された血圧測定装置に備えられたプローブが、上腕部に装着された状態における要部断面図であり、図２に示すＩ−Ｉ線で切断した断面図である。 本発明が適用された血圧測定装置に備えられたプローブが、上腕部に装着された状態における要部断面図であり、図１に示すＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。 プローブの底面図である。 血圧測定装置の全体構成を説明するブロック図である。 図４の電子制御装置の制御機能の要部を示す機能ブロック図である。 ５３０ｎｍの波長の光を発光する発光素子を上腕動脈直上に位置させ、赤色光（Ｒｅｄ）を発光する発光素子および赤外光（ＩＲ）を発光する発光素子を上腕動脈直上から外れた位置に位置させたときに、受光素子により検出される後方散乱光を示す波形である。 ５３０ｎｍの波長の光を発光する発光素子を上腕動脈直上から外れた位置に位置させ、赤色光（Ｒｅｄ）を発光する発光素子および赤外光（ＩＲ）を発光する発光素子を上腕動脈直上に位置させたときに、受光素子により検出される後方散乱光を示す波形である。 ５３０ｎｍの波長の光を発光する発光素子を上腕動脈直上に位置させ、赤色光（Ｒｅｄ）を発光する発光素子および赤外光（ＩＲ）を発光する発光素子を上腕動脈直上から外れた位置に位置させたときに、受光素子により検出される後方散乱光を示す波形である。 ５３０ｎｍの波長の光を発光する発光素子、赤色光（Ｒｅｄ）を発光する発光素子および赤外光（ＩＲ）を発光する発光素子を、全て上腕動脈直上から外れた位置に位置させたときに、受光素子により検出される後方散乱光を示す波形である。 図５に示した電子制御装置の制御機能のうち、血圧決定に関する制御を示すフローチャートである。 第２実施例の血圧測定装置に備えられているプローブの底面図であり、第１実施例の図３に対応する図である。 第２実施例における電子制御装置の制御機能の要部を示す機能ブロック図であり、第１実施例の図５に対応する図である。 図１２の動脈位置決定手段により、光センサ装置下における上腕動脈の位置を示すために表示器に表示される本体の底面の概略図である。

符号の説明

１０：血圧測定装置（動脈血管検出装置、圧脈波検出装置）
３４：本体
４２：回転装置
４６：圧脈波センサ（押圧部材）
５０：上流側光センサ装置
５２：下流側光センサ装置
６４：第１波長発光素子
６６：第２波長発光素子
６８：第１受光素子
７０：第２受光素子
７４：圧力検出素子
１３１：直交方向移動装置
１３４：血圧値決定手段（最高血圧値決定手段、最低血圧値決定手段）
１３６：最適押圧力制御手段
１５０：上流側光センサ装置
１５２：下流側光センサ装置
１５６：本体
１５８：受光素子
１６０：発光制御手段
１６２：動脈位置決定手段
１６３：最適本体位置制御手段

Claims (10)

1. 生体の皮膚上に装着される本体を有し、該本体が、
   前記生体内の動脈に向かって皮膚上から所定波長の光を照射する発光素子と、該発光素子から発光された光が生体組織内で反射または散乱させられて生じた光を受光するために、該発光素子を挟んで該発光素子から等距離に配置された２つの受光素子と、をそれぞれ備えた２つの光センサ装置と、
   該２つの光センサ装置の間に配置され、前記生体の皮膚を圧力可変に押圧する押圧部材と
   を含むことを特徴とする動脈血管検出装置。
2. 請求項１の動脈血管検出装置であって、
   前記発光素子として、中心波長が５３０ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲内である光を発光する第１波長発光素子と、赤色光または近赤外光を発光する第２波長発光素子とを備えていることを特徴とする動脈血管検出装置。
3. 前記本体を、前記２つの光センサ装置および前記押圧部材の配列方向に対して直交方向に平行移動させる直交方向移動装置と、
   前記本体を該本体を含む平面内で回転させる回転装置と
   を、さらに含み、
   該直交方向移動装置と回転装置とにより、前記２つの光センサ装置にそれぞれ備えられた一対の受光素子により検出される脈波強度が同じになり、且つ、それぞれの強度が最大となるように、前記本体を位置決めすることを特徴とする請求項１または請求項２の動脈血管検出装置。
4. 生体の皮膚上に装着される本体を有し、
   該本体は、２つの光センサ装置と、該２つの光センサ装置の間に配置され、前記生体の皮膚を圧力可変に押圧する押圧部材とを含み、
   該光センサ装置は、前記生体内の動脈に向かって皮膚上から所定波長の光を照射する複数の発光素子が該２つの光センサ装置および前記押圧部材の配列方向に対して直交する方向に一列に配列されるとともに、該発光素子から発光された光が生体組織内で反射または散乱させられて生じた光を受光するための受光素子を備えていることを特徴とする動脈血管検出装置。
5. 請求項４の動脈血管検出装置であって、
   前記２つの光センサ装置にそれぞれ一列に配列されている複数の発光素子を順次発光させる発光制御手段と、
   該発光制御手段により複数の発光素子が順次発光させられたときに前記受光素子により検出される複数の脈波の向きを互いに比較すること、または、該複数の脈波の大きさを互いに比較することに基づいて、一方の光センサ装置下における前記動脈の位置、および他方の光センサ装置下における前記動脈の位置をそれぞれ決定する動脈位置決定手段と
   を、さらに含むことを特徴とする動脈血管検出装置。
6. 前記本体を、前記２つの光センサ装置および前記押圧部材の配列方向に対して直交方向に平行移動させる直交方向移動装置と、
   前記本体を該本体を含む平面内で回転させる回転装置と、
   前記動脈位置決定手段において、前記２つの光センサ装置にそれぞれ一列に配列されている複数の発光素子のうち、配列の中央の発光素子下に前記動脈の位置が決定されるように、前記直交方向移動装置と回転装置を用いて前記本体の位置を粗調整した後、前記受光素子により検出される該配列の中央の発光素子からの信号強度が最大となるように前記本体の位置を微調整する最適本体位置制御手段とを、
   さらに含むことを特徴とする請求項５の動脈血管検出装置。
7. 生体の血圧値を測定する血圧測定装置であって、
   請求項１乃至請求項６のいずれかの動脈血管検出装置と、
   該動脈血管検出装置の押圧部材の押圧力が連続的に変化させられる過程で、前記２つの光センサ装置のうち前記動脈の下流側に位置させられた光センサ装置に備えられた受光素子により逐次検出される脈波強度が、予め定められた状態になったときの前記押圧部材の押圧力に基づいて、前記生体の最高血圧値を決定する最高血圧値決定手段と
   を含むことを特徴とする血圧測定装置。
8. 請求項７の血圧測定装置であって、
   前記最高血圧値決定手段が、前記動脈血管検出装置の押圧部材の押圧力が連続的に変化させられる過程で、前記２つの光センサ装置のうち前記動脈の下流側に位置させられた光センサ装置に備えられた受光素子により逐次検出される脈波強度が、０に近い予め設定された判断基準値を境界とする所定範囲を超えたときの前記押圧部材の押圧力に基づいて、前記生体の最高血圧値を決定することを特徴とする血圧測定装置。
9. 請求項７または請求項８の血圧測定装置であって、
   前記動脈血管検出装置の押圧部材の押圧力が連続的に変化させられる過程で、一方の光センサ装置に備えられた受光素子により検出される脈波形と、他方の光センサ装置に備えられた受光素子により検出される脈波形とを比較し、２つの脈波形の下部形状が略等しくなったときの前記押圧部材の押圧力に基づいて、前記生体の最低血圧値を決定する最低血圧値決定手段
   を、さらに含むことを特徴とする血圧測定装置。
10. 生体からの圧脈波を検出する圧脈波検出装置であって、
    請求項９の血圧測定装置を有し、
    該血圧測定装置に含まれる前記押圧部材の押圧面に設けられ、前記生体からの圧脈波を検出する圧力検出素子と、
    該血圧測定装置により決定された最高血圧値および最低血圧値に基づいて平均血圧値を決定し、連続的に圧脈波を検出するために、前記押圧部材の押圧力を該平均血圧値に維持する最適押圧力制御手段と
    を、さらに含むことを特徴とする圧脈波検出装置。

Images