外耳道を含む外耳は、常時装着していても指先や腕と比較して被検者への負担が少ないので、継続的な血圧値の測定に適している。外耳で血圧値を測定する場合、外耳の脈波は微弱であるので、カフ減圧時の脈波の出現が明確に把握できる光電方式を用いた脈波検出方式が有効である。しかし、光電方式は、皮膚表面の末梢血管の脈動による光の変化を光電脈波として検出するので、外光の影響を受けて光電脈波が正確に検出できない場合がある。例えば、皮膚表面の末梢血管には外光が届きやすいので、外光が皮膚表面で散乱された光が背景雑音光として検出される場合がある。また、カフの装着位置が移動し、光電脈波よりも強度の高い外光を背景雑音光として検出する場合がある。
一方、多用されている圧脈波方式は、動脈の脈動が伝搬した皮膚表面の圧力変動を雑音として検出するので、カフの振動によって圧脈波が正確に検出できない場合がある。例えば、被検者が、電車や車での移動中、歩行中又は何等かの作業中であれば、被検者の外耳に装着したカフの振動を雑音として検出する場合がある。
本発明は、測定条件が変化しても継続的に安定した血圧値が測定できる血圧測定装置の提供を目的とする。
本発明に係る血圧測定装置は、上記課題を解決するため、耳珠の両側及び浅側頭動脈上の皮膚表面を押圧する第一のカフ、第二のカフ及び第三のカフを有し、これら3つのカフのうちの少なくともいずれかが膨張して耳珠の末梢血管及び浅側頭動脈の脈動を停止させ、耳珠の末梢血管の光電脈波又は浅側頭動脈の圧脈波を検出することによって測定条件の変化に強い血圧測定を可能とすることを特徴とする。
耳珠及び側頭部に装着するので、継続的な血圧値の測定が可能である。また、光電脈波又は圧脈波を検出するので、光電方式及び圧脈波方式のうち測定条件に応じた方式の測定結果を選択することができる。さらに、第一のカフ、第二のカフ及び第三のカフが、光電脈波の検出に適した耳珠と圧脈波の検出に適した浅側頭動脈上の皮膚表面をそれぞれ押圧するので、光電脈波及び圧脈波を精度よく検出することができる。したがって、測定条件が変化しても継続的に安定した血圧値が測定できる血圧測定装置の提供が可能になる。
具体的には、本発明に係る血圧測定装置は、対向する第一のアーム及び第二のアームと、前記第一のアーム及び前記第二のアームのそれぞれの一端で前記第一のアームと第二のアームとを接続する支柱と、前記第二のアームの他端であって、前記第一のアームに対向する側に接続された搭載部材と、前記第一のアームの他端であって、前記第二のアームに対向する側に取り付けられた第一のカフと、前記搭載部材の前記第一のアームに対向する側に、所定間隔隔てて取り付けられた第二のカフ及び第三のカフと、前記第一のカフ及び/又は前記第二のカフの内部に配置され、光電脈波を検出する光電センサと、前記第三のカフの内圧及び圧脈波を検出する圧力センサと、を備える血圧測定装置であって、前記第一のカフ、前記第二のカフ及び前記第三のカフのうち少なくとも前記第三のカフは吸気又は排気によって膨張又は収縮することを特徴とする。
第一のカフが耳珠の裏側を押圧し、第二のカフが耳珠の表側を押圧し、第三のカフが浅側頭動脈上の皮膚表面を押圧する。少なくとも第三のカフが膨張して皮膚表面を押圧するので、浅側頭動脈、浅側頭動脈より心臓から遠い血管及び浅側頭動脈付近にある耳珠の末梢血管の脈動を停止させることができる。光電センサ及び圧脈波センサを備え、光電脈波又は圧脈波を検出するので、光電方式及び圧脈波方式のうち測定条件に応じた方式の測定結果を選択することができる。したがって、測定条件が変化しても継続的に安定した血圧値が測定できる血圧測定装置の提供が可能になる。
また、本発明に係る血圧測定装置は、対向する第一のアーム及び第二のアームと、前記第一のアーム及び前記第二のアームのそれぞれの一端で前記第一のアームと第二のアームとを接続する支柱と、前記第二のアームの他端であって、前記第一のアームに対向する側に接続された搭載部材と、前記第一のアームの他端であって、前記第二のアームに対向する側に取り付けられた第一のカフと、前記搭載部材の前記第一のアームに対向する側に、所定間隔隔てて取り付けられた第二のカフ及び第三のカフと、前記第一のカフ及び/又は前記第二のカフの内部に配置され、光電脈波を検出する光電センサと、前記第三のカフに印加される圧脈波を検出する圧脈波センサと、前記第一のカフ、前記第二のカフ又は前記第三のカフの内圧を検出する内圧センサと、を備える血圧測定装置であって、前記第一のカフ、前記第二のカフ及び前記第三のカフのうち少なくとも一つは吸気又は排気によって膨張又は収縮し、前記内圧センサは前記第一のカフ、前記第二のカフ及び前記第三のカフのうち膨張又は収縮する一つの内圧を検出する。
第一のカフが耳珠の裏側を押圧し、第二のカフが耳珠の表側を押圧し、第三のカフが浅側頭動脈上の皮膚表面を押圧する。第一のカフ、第二のカフ及び第三のカフのうちの少なくとも1つが膨張して皮膚表面を押圧するので、浅側頭動脈、浅側頭動脈より心臓から遠い血管及び浅側頭動脈付近にある耳珠の末梢血管の脈動を停止させることができる。光電センサ及び圧脈波センサを備え、光電脈波又は圧脈波を検出するので、光電方式及び圧脈波方式のうち測定条件に応じた方式の測定結果を選択することができる。したがって、測定条件が変化しても継続的に安定した血圧値が測定できる血圧測定装置の提供が可能になる。
前記第二のアームの他端及び前記搭載部材を接続する可動部をさらに備えることが好ましい。
搭載部材が可動であるので、血圧値の測定に適した位置に第二のカフ及び第三のカフを装着することができる。
前記可動部は、前記第一のアームと前記第二のアームとの対向する方向に垂直な面内で前記搭載部材を回転させる機能を有することが好ましい。
第三のカフの押圧する位置が可変になるので、第三のカフは、圧脈波の検出に適した浅側頭動脈上の皮膚表面を押圧することができる。
前記可動部は、前記搭載部材の前記第一のアームに対する傾きを調節する機能を有することが好ましい。
耳珠から浅側頭動脈上の皮膚表面までの傾斜に合わせて搭載部材の傾きを調節することができるので、第二のカフ及び第三のカフは皮膚表面を安定して押圧することができる。また、被検者は、第二のカフ及び第三のカフを脈波の検出に適した位置に簡単に装着することができる。
前記可動部は、球軸受け機構によって前記搭載部材の前記第一のアームに対する傾きを調節することが好ましい。
搭載部材を任意の方向に傾けることができるので、第二のカフ及び第三のカフは脈波の検出に適した位置を押圧することができる。また、被検者は、第二のカフ及び第三のカフを脈波の検出に適した位置に簡単に装着することができる。
前記可動部は、前記搭載部材と前記第一のアームとの間隔を調節する機能を有することが好ましい。
第一のカフと第二のカフ及び第三のカフとの距離が可変になるので、耳珠の厚みに合わせてアーム及び搭載部材を装着することができる。また、第一のカフと第二のカフ及び第三のカフとが耳珠を挟持する圧力を調節できるので、被検者への負担を軽減することができる。
前記可動部は、前記第二のアーム上の位置を調節する機能を有することが好ましい。
支柱から第二のカフ及び第三のカフまでの長さを被検者の耳珠の大きさに合わせて調節できるので、第二のカフ及び第三のカフは、脈波の検出に適した位置を押圧することができる。これにより、第一のカフ、第二のカフ及び第三のカフは、脈波の検出に適した位置を安定して押圧することができる。
前記支柱は、前記支柱を中心軸として前記第一のアーム及び/又は前記第二のアームを回転させる機能を有することが好ましい。
第一のカフが押圧する耳珠に対し、第二のカフ及び第三のカフが押圧する位置を可変することができるので、第二のカフ及び第三のカフは脈波の検出に適した位置を押圧することができる。
前記支柱は、前記第一のアームと前記第二のアームとの間隔を調節する機能を有することが好ましい。
第一のカフと第二のカフ及び第三のカフとの距離が可変になるので、耳珠の厚みに合わせてアーム及び搭載部材を装着することができる。また、カフの装着を容易にすることができる。
前記第一のカフ、前記第二のカフ及び前記第三のカフのうち少なくとも一つは、首振り可能な装着機構を介して取り付けられていることが好ましい。
カフの押圧する面が皮膚表面の傾斜に合わせて傾くので、第一のカフ、第二のカフ及び第三のカフは、皮膚表面を安定して押圧することができる。
前記装着機構は、球軸受け機構であることが好ましい。
カフの押圧する面が皮膚表面の傾斜に合わせて任意の方向に傾くので、カフは皮膚表面をより安定して押圧することができる。
前記第一のカフは、前記第一のアーム上の位置を調節するカフ位置調節機構を介して前記第一のアーム上に取り付けられていることが好ましい。
支柱から第一のカフまでの長さを被検者の耳珠の大きさに合わせて調節できるので、第一のカフは、脈波の検出に適した位置を押圧することができる。また、第一のカフ、第二のカフ及び第三のカフが安定する位置に第一のカフを装着できるので、第一のカフ、第二のカフ及び第三のカフの脱落を防ぐことができる。
前記第二のカフ及び/又は前記第三のカフは、前記第二のカフ及び前記第三のカフの前記所定間隔が可変なカフ間隔調節機構を介して取り付けられていることが好ましい。
第二のカフと第三のカフとの間隔が調節できるので、第三のカフは、浅側頭動脈を圧脈波の検出に適した位置で押圧することができる。これにより、圧脈波を安定して精度よく検出することができる。
前記第一のカフ、前記第二のカフ及び前記第三のカフのうち二つが吸気又は排気によって膨張又は収縮することが好ましい。
第一のカフ、第二のカフ及び第三のカフのうち二つが押圧するので、効率よく押圧することができる。膨張又は収縮する二つのカフが、第一のカフと第三のカフか、第二のカフと第三のカフであれば、耳珠の末梢血管と浅側頭動脈を同時に同一の圧力で圧迫することができる。また、膨張又は収縮する二つのカフが第一のカフ及び第二のカフであれば、耳珠の両側から押圧することができるので、耳珠を効率的に押圧することができる。
前記第一のカフ、前記第二のカフ及び前記第三のカフが吸気又は排気によって膨張又は収縮することが好ましい。
第一のカフ、第二のカフ及び第三のカフが押圧するので、耳珠の末梢血管と浅側頭動脈を同時に同一の圧力で効率よく圧迫することができる。
前記第一のカフと前記第二のカフとが略対向して配置されていることが好ましい。
第一のカフ及び第二のカフが耳珠を挟持して押圧するので、耳珠の抹消血管を効率よく圧迫することができる。また、圧迫されている末梢血管の位置が特定できるので、光電センサの受光面を小さくし、外光の影響を減少させることができる。また、第一のカフ及び第二のカフの脱落を防ぐことができる。
前記光電センサは、前記第一のカフ及び前記第二のカフのうち一方に配置され、出力光を出射する発光素子と、前記第一のカフ及び前記第二のカフのうち他方に配置され、前記出射された出力光によって生じた散乱光を受光する受光素子とを含むことが好ましい。
第一のカフ及び第二のカフが挟んでいる耳珠の内部で散乱されながら透過した光から光電脈波を検出するので、圧迫されている末梢血管の光電脈波を効率よく検出することができる。
前記光電センサは、前記第一のカフ又は前記第二のカフに配置され、出力光を出射する発光素子と、前記出射された出力光によって生じた反射光を受光する受光素子とを含むことが好ましい。
耳珠の皮膚表面で反射された光から光電脈波を検出するので、光電センサの受光する反射光の光量を維持することができる。これにより、光電センサは安定して光電脈波を検出することができる。
本発明によれば、耳珠の末梢血管の光電脈波又は浅側頭動脈の圧脈波を検出することができるので、測定条件が変化しても継続的に安定した血圧値が測定できる血圧測定装置の提供が可能になる。
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る血圧測定装置の一例を示す模式図である。図1に示す血圧測定装置91は、対向する第一のアーム11及び第二のアーム12と、第一のアーム11及び第二のアーム12のそれぞれの一端31、33で第一のアーム11と第二のアーム12とを接続する支柱13と、第二のアーム12の他端34に接続された搭載部材14と、第一のアーム11の他端32に取り付けられた第一のカフ15と、搭載部材14の第一のアーム11に対向する側に取り付けられた第二のカフ16及び第三のカフ17と、第一のカフ15の内部に配置され、光電脈波を検出する光電センサ18と、第三のカフ17の内圧及び圧脈波を検出する圧力センサ27と、を備える。搭載部材14は、さらに、他端34の第一のアーム11に対向する側に接続されている。第一のカフ15は、さらに、他端32の第二のアーム12に対向する側に取り付けられている。
血圧測定装置91は、さらに、第二のアーム12の他端34及び搭載部材14を接続する可動部21と、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17の首振りを可能にする装着機構23a、23b、23cと、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17の内圧を可変する空気ポンプ42と、空気ポンプ42と第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17とを接続する空気チューブ41と、を含む。
第一のカフ15は、第一のアーム11の他端32であって、第二のアーム12に対向する側に取り付けられたカフである。カフとしては、例えば、膨張又は収縮する袋体がある。袋体が膨張したときに被検者の皮膚表面を押圧する。袋体は、押圧する方向に膨張するものでもよいし、押圧する方向と垂直な方向にも膨張するものでもよい。袋体の形状は限定するものではなく、例えば、球、楕円球、円柱又は楕円柱或いはこれらの一部の形状とすることができる。袋体は、2以上の部材から構成されていてもよい。例えば、剛性を有する容器と、容器の一部を覆う伸縮部材とで構成されていてもよい。容器は、例えば金属、プラスチック、木を用いることができる。伸縮部材は、例えば、伸縮性のある部材であってもよいし、プリーツ状に部材が折り重なって伸縮性を持たせているものでもよい。伸縮部材の材料としては、例えば、樹脂、ゴム、布又は紙を用いることができる。樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル又はこれらの共重合体がある。ゴムは、例えば、天然ゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、クロロブチレンゴム、ナオブチレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ハイパロン、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム又はフッ素ゴムがある。布又は紙は、気密性のあるものが好ましく、例えば、ポリマーの塗装されている不織布がある。また、伸縮部材の材料は、シリコーン樹脂等の光を通すものであってもよい。また、伸縮部材の材料は、シリコーン樹脂、天然ゴム、ブチルゴム等の弾性を有するものが好ましい。さらに、袋体は、押圧している皮膚表面の脈動を停止させる圧力に耐えるものが好ましい。
第一のカフ15は、第一のアーム11上の位置を調節するカフ位置調節機構24を介して第一のアーム11上に取り付けられていることが好ましい。カフ位置調節機構24は、例えば、一端31と他端32との間で第一のカフ15の位置を調節するものである。カフ位置調節機構24としては、例えば、レール又はラックアンドピニオンを用いることができる。支柱13からの第一のカフ15までの距離を調節できるので、耳珠の耳道側又は耳珠の先端側へ第一のカフ15が押圧する位置を可変することができる。これにより、第一のカフ15は安定する位置をすることができるので、光電脈波及び圧脈波の検出に適した位置に、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17を装着することができる。
第二のカフ16及び第三のカフ17は、搭載部材14の第一のアーム11に対向する側に、所定間隔隔てて取り付けられたカフである。所定間隔は、第二のカフ16及び第三のカフ17の間隙の距離でもよいが、これに限定しない。例えば、第二のカフ16の中心から第三のカフ17の中心までの距離としてもよい。この場合、所定間隔は、例えば、耳珠と浅側頭動脈上の皮膚表面との間隔とすることができる。第二のカフ16及び第三のカフ17のカフとしては、前述の第一のカフ15で説明したカフと同様のものを用いることができる。ただし、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17は、同一の大きさ、同一の形状又は同一の部材でもよいが、それぞれ異なっていてもよい。例えば、第三のカフ17が第一のカフ15及び第二のカフ16よりも大きくてもよい。
第二のカフ16及び第三のカフ17は、第二のカフ16及び第三のカフ17の前記所定間隔が可変なカフ間隔調節機構(不図示)を介して取り付けられていることが好ましい。カフ間隔調節機構としては、例えば、レール又はラックアンドピニオンがある。なお、カフ間隔調節機構を介して取り付けられているのは、第二のカフ16又は第三のカフ17であってもよい。第二のカフと16第三のカフ17との間隔が調節できるので、第三のカフ17は、耳珠から離れた浅側頭動脈でも圧迫することができる。これにより、浅側頭動脈を圧脈波の検出に適した位置で押圧することができるので、圧脈波を安定して検出することができる。
図2は、カフの押圧する部位の一例を示す模式図である。第一のカフ15は耳珠101の裏側を押圧し、第二のカフ16は耳珠101の表側を押圧し、第三のカフ17は側頭部103にある浅側頭動脈102上の皮膚表面を押圧する。浅側頭動脈102は、外頸動脈の分枝であり、耳介104の前縁で触知できるものである。第一のカフ15の押圧する位置は、耳珠101の裏側のいずれであってもよい。例えば、図2に示すように、耳珠101の付け根部分であってもよいし、耳珠101の付け根よりも耳珠101の先端側であってもよいし、耳珠101の付け根よりも耳道(不図示)側であってもよい。第二のカフ16の押圧する位置は、耳珠101の表側のいずれであってもよい。図2に示すように、耳珠101の付け根部分であってもよいし、耳珠101の付け根よりも耳珠101の先端側であってもよいし、耳珠101の付け根よりも耳道(不図示)側であってもよい。第三のカフ17の押圧する位置は、浅側頭動脈102のある側頭部のいずれであってもよい。例えば、図2に示すように、耳珠101の付け根部分であってもよいし、頬骨弓の後端であってもよい。
さらに、第三のカフ17は、吸気又は排気によって膨張又は収縮するものである。すなわち、第三のカフ17は、吸気によって膨張し、排気によって収縮するものである。図1では、第三のカフ17が空気チューブ41を介して空気ポンプ42と接続され、空気ポンプ42の吸気によって膨張し、空気ポンプ42の排気によって収縮する。第三のカフ17は浅側頭動脈102上の皮膚表面を押圧するので、少なくとも第三のカフ17が浅側頭動脈102を圧迫すれば、第三のカフ17に近接する末梢血管及び浅側頭動脈102よりも心臓から遠い末梢血管の脈動を停止させることができる。また、吸気によって膨張し、排気によって収縮するので、第三のカフ17内と第二のカフ16内とが接続されているだけで、第三のカフ17及び第二のカフ16は略同一の時刻に略同一の圧力で押圧することができる。
さらに、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17のうち複数が膨張又は収縮することが好ましい。第一のカフ15又は第二のカフ16と第三のカフ17が膨張又は収縮すれば、耳珠101圧迫に適した位置と浅側頭動脈102の圧迫に適した位置で押圧することができる。第一のカフ15及び第二のカフ16が膨張又は収縮すれば、耳珠101の抹消血管を効率よく圧迫することができる。また、第一のカフ15及び第二のカフ16が膨張又は収縮すれば、耳珠101の両側から押圧することができるので、耳珠101を効率的に押圧することができる。また、第一のカフ15及び第二のカフ16の脱落を防ぐことができる。さらに、膨張又は収縮は、吸気によって膨張し、排気によって収縮することが好ましい。例えば、図1に示されているように、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17が空気チューブ41を介して空気ポンプ42と接続され、空気ポンプ42の吸気によって膨張し、空気ポンプ42の排気によって収縮してもよい。複数のカフが吸気又は排気によって膨張又は収縮するので、膨張したカフは皮膚表面を同時に同一の圧力で押圧することができる。これにより、血流に同一の抵抗が加わっているときの同一時刻での圧脈波及び光電脈波を検出することができる。なお、膨張又は収縮は、圧電素子等の機械的なアクチュエータによって行なうものがあってもよい。2つ以上のカフが膨張又は収縮すれば、耳珠101の抹消血管及び浅側頭動脈102を安定して圧迫することができるので、光電脈波又は圧脈波の精度を向上することができる。
さらに、第一のカフ15と第二のカフ16とが略対向して配置されていることが好ましい。さらに、第一のカフ15の押圧する面と第二のカフ16の押圧する面とが対向していることが好ましい。第一のカフ15と第二のカフ16とが対向し、第一のカフ15が第二のカフ16に向かって膨張し、第二のカフ16が第一のカフ15に向かって膨張すれば、耳珠101の抹消血管を効率よく圧迫することができる。さらに、第一のカフ15及び第二のカフ16の脱落を防ぐことができる。
図1に示す第一のアーム11及び第二のアーム12は、対向する一対のアームである。一対のアームは、例えば、第一のアーム11の他端32と第二のアーム12の他端34とで、図2に示した耳珠を挟むものである。耳珠を挟む際、第一のアーム11の他端32は、耳珠の裏側にあってもよいし、耳道に入っていてもよい。耳珠を挟む際、第一のアーム11の他端32は、耳珠の表側にあってもよいし、側頭部にあってもよい。アームとしては、例えば、金属、プラスチック、木等の棒状体を用いることができる。棒状体の形状は限定しないが、例えば、角柱、円柱又は円筒或いはこれらの一部とすることができる。棒状体は、一部又は全部が曲がっていてもよく、また、対向していない部分があってもよい。
支柱13は、第一のアーム11及び第二のアーム12のそれぞれの一端31、33で第一のアーム11と第二のアーム12とを接続するものである。例えば、第一のアーム11の一端31及び第二のアーム12の一端33を接続する接続部材である。接続部材は、例えば、第一のアーム11及び第二のアーム12と一体であってもよい。接続部材は第一のアーム11及び第二のアーム12と同一部材であってもよいし、異なる部材であってもよい。接続部材としては、第一のアーム11及び第二のアーム12と同様のものを用いることができる。また、複数の部材で構成されているものでもよい。また、全体又は一部が、屈曲又は湾曲可能であってもよい。
さらに、支柱13は、支柱13を中心軸として第一のアーム11又は第二のアーム12を回転させる機能を有することが好ましい。また、支柱13を中心軸として第一のアーム11及び第二のアーム12を回転させる機能を有することが好ましい。すなわち、支柱13と垂直な面に投射した第一のアーム11と第二のアーム12とのなす角度が調節可能であることが好ましい。第一のアーム11及び第二のアーム12のなす角度を変えて搭載部材14の位置を調節できるので、第一のカフ15が押圧する耳珠に対し、第二のカフ16及び第三のカフ17が押圧する位置を移動可能にできる。例えば、浅側頭動脈の触知できる位置が耳珠よりも頭頂部側であるときに、第一のアーム11の他端32を固定したまま、第二のアーム12の他端34を頭頂部側へ移動させることができる。これにより、第一のカフ15が押圧する耳珠に対し、第二のカフ16及び第三のカフ17が押圧する位置を可変することができるので、第二のカフ16及び第三のカフ17は脈波の検出に適した位置を押圧することができる。
さらに、支柱13は、第一のアーム11と第二のアーム12との間隔を調節する機能を有することが好ましい。例えば、支柱13に接続されている第一のアーム11の一端31と第二のアーム12の一端33との距離が可変であることが好ましい。この場合、例えば、第一のアーム11又は第二のアーム12が接続されている支柱13の位置が移動可能であることで、距離を可変にすることができる。第一のアーム11と第二のアーム12との間を開閉することができるので、耳珠の厚みに合わせてアーム11、アーム12及び搭載部材14を装着することができる。また、カフの装着を容易にすることができる。
搭載部材14は、第二のアーム12の他端34であって、第一のアーム11に対向する側に接続されたものである。第一のアーム11に対向する側とは、第一のカフ15側である。搭載部材14は、第二のカフ16及び第三のカフ17を保持する機能を有する。搭載部材としては、例えば、金属、プラスチック、木等の板状体を用いることができる。板状体の形状は、例えば、円板、角板又は傾斜板或いはこれらの一部とすることができる。又、搭載部材14は棒状体であってもよい。棒状体の形状は、例えば、角柱、円柱又は円筒或いはこれらの一部とすることができる。板状体又は棒状体の一部又は全部が曲がっていてもよい。
可動部21は、第二のアーム12の他端34と搭載部材14とを接続するものである。接続は、固定によって接続されていてもよいし、回転又は移動させる機構によって接続されていてもよい。可動部21の接続される位置は、第二のアーム12の他端34と支柱13との間のいずれの位置でもよい。可動部21は、第一のアーム11と第二のアーム12との対向する方向Aに垂直な面内で搭載部材14を回転させる機能を有するものが好ましい。例えば、方向Aを回転軸とする回転機構を用いることができる。方向Aは、第二のカフ16及び第三のカフ17の押圧する方向としてもよいし、支柱13の長手方向としてもよい。搭載部材14が方向Aに垂直な面内で回転するので、第三のカフ17の押圧位置を顔面側にすることができる。これにより、第三のカフ17は、浅側頭動脈102の位置に合わせて押圧することができる。
さらに、可動部21は、搭載部材14の第一のアーム11に対する傾きを調節する機能を有することが好ましい。搭載部材14の傾きとは、搭載部材14の第一のアーム11に対する面の傾きであり、例えば、第一のアーム11の長手方向に対する傾きとすることができる。また、搭載部材14の傾きは、支柱13の長軸方向の垂直面に対する傾きとしてもよい。可動部21は、例えば、図1に示す搭載部材14’のように、第一のアーム11の長手方向に対して傾けられることが好ましい。この場合、可動部21としては、可動部21と搭載部材14との接続部分35に、軸受けを中心に回転する軸受け機構を有するものを用いることができる。軸受けの回転軸は、1軸であってもよいし、2軸であってもよいし、3軸以上であってもよい。軸受けの軸方向は、1軸であれば、例えば、図1に示すように、方向Aに垂直な面内の一方向としてもよい。2軸であれば、例えば、方向Aに垂直な面内の2軸としてもよい。軸受けは、シリンダであってもよいし、ピンであってもよいし、ボールであってもよい。さらに、2つのシリンダの組み合わせ、シリンダ及び球の組み合わせのように、これらの組み合わせでもよい。
さらに、可動部21は、球軸受け機構によって搭載部材14の第一のアーム11に対する傾きを調節することが好ましい。例えば、可動部21として、接続部分35に球軸受け機構を有するものを用いることができる。球軸受け機構であるので、搭載部材14を任意の方向に傾けることができる。耳珠から浅側頭動脈上の皮膚表面までの傾斜に合わせて搭載部材14の傾きを調節することができるので、第二のカフ16及び第三のカフ17は皮膚表面を安定して押圧することができる。また、被検者は、第二のカフ16及び第三のカフ17を脈波の検出に適した位置に簡単に装着することができる。
さらに、可動部21は、搭載部材14と第一のアーム11との間隔を調節する機能を有することが好ましい。例えば、可動部21として、搭載部材14を方向Aに移動する移動機構を有するものを用いることができる。移動機構としては、例えば、ネジを用いることができる。搭載部材14が方向Aに移動するので、耳珠の厚みに合わせて第一のアーム11と搭載部材14との距離を調節することができる。これにより、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17は適した圧力で押圧することができる。さらに、血圧値を測定しないときに第一のカフ15と第二のカフ16及び第三のカフ17とが耳珠を挟持する圧力を調節できるので、被検者への負担を軽減することができる。
さらに、可動部21は、第二のアーム12上の位置を調節する機能を有することが好ましい。例えば、一端33と他端34との間で可動部21の位置を調節するものである。この場合、可動部21として、第二のアーム12と可動部21との接続位置を移動可能にする移動機構を用いることができる。移動機構としては、例えば、レール又はラックアンドピニオンを用いることができる。可動部21の接続位置が、第二のアーム12の一端33と他端34との間で可変であるので、支柱13から第二のカフ16及び第三のカフ17までの距離を調節することができる。これにより、光電脈波及び圧脈波の検出に適した位置に、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17を装着することができる。
装着機構23は、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17の首振りを可能にするものである。首振りとは、例えば、第二のカフ16の向きを16’に変えることである。首振りによってカフの押圧する面が向いている方向を変えることができるので、カフの押圧する方向を変えることができる。装着機構23としては、例えば、軸受けを中心に回転する軸受け機構を用いることができる。軸受けは、シリンダであってもよいし、ピンであってもよいし、ボールであってもよい。さらに、2つのシリンダの組み合わせ、シリンダ及び球の組み合わせのように、これらが組み合わせでもよい。軸受けの回転軸は、1軸であってもよいし、2軸であってもよいし、3軸以上であってもよい。さらに、装着機構23は、球軸受け機構であることが好ましい。第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17が球軸受け機構を介して取り付けられていれば、カフの押圧する面を任意の方向に傾けることができるので、カフは皮膚表面の傾斜に合わせて効率よく押圧することができる。
光電センサ18は、第一のカフ15の内部に配置され、光電脈波を検出するものである。光電脈波とは、皮膚表面に照射した光の変化であり、皮膚表面の末梢血管の脈動に応じて変化するものである。光電センサ18は、例えば、第一のカフ15に配置され、出力光を出射する発光素子25と、出射された出力光によって生じた反射光を受光する受光素子26とを含むものである。発光素子としては、例えば端面発光型レーザ、面発光レーザ、又はLEDを用いることができる。出射する光の波長、振幅、位相等の特性は限定しない。例えば、血管によって散乱される光であってもよい。また、血管内部を流動するヘモグロビン等の流動物によって散乱される光であってもよい。受光素子としては、例えば、シリコンフォトダイオードなどのフォトダイオード、CdSなどの光電導素子、光電管、ポジションセンサー、CCD、MOSを用いることができる。受光する光の波長、振幅、位相等の特性は限定しない。さらに、発光素子及び受光素子は、ドップラーレーダーであってもよい。なお、光電センサ18は、全部が第一のカフ15の内部に配置されていてもよいが、一部が第一のカフ15の外部に配置されていてもよい。例えば、第一のカフ15の皮膚表面を押圧する面に、発光素子25の出射光の出射端が配置されていてもよいし、受光素子26の受光面が配置されていてもよい。耳珠の皮膚表面で反射された光から光電脈波を検出するので、反射光の光量を維持することができる。これにより、光電センサは安定して光電脈波を検出することができる。
なお、図1では、光電センサ18は、第一のカフ15に発光素子25及び受光素子26が配置されているが、これに限定されるものではない。例えば、発光素子25及び受光素子26は、第二のカフ16に配置されていてもよい。さらに、光電センサ18は、発光素子25が第一のカフ15に配置され、受光素子26が第二のカフ16に配置されていてもよい。この場合、受光素子26は、出射された出力光によって生じた散乱光を受光する。散乱光とは、耳珠の内部で散乱されながら耳珠を透過した透過光である。発光素子25が第二のカフ16に配置され、散乱光を受光する受光素子26が第一のカフ15に配置されていてもよい。受光素子26が散乱光を受光すれば、第一のカフ15及び第二のカフ16が挟んで圧迫している耳珠の末梢血管の光電脈波を効率よく検出することができる。
圧力センサ27は、第三のカフ17の内圧及び圧脈波を検出するものである。例えば、第三のカフ17内の気圧の変動から圧脈波を検出し、圧脈波等の気圧の変動を平滑化した圧力を第三のカフ17の内圧として検出する気圧計である。第三のカフ17の内圧から、第三のカフ17の押圧している圧力である押圧圧力値を検出することができる。
空気ポンプ42は、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17の内圧を可変するものである。すなわち、第一のカフ15が耳珠の裏側を押圧する圧力、第二のカフ16が耳珠の表側を押圧する圧力及び第三のカフ17が浅側頭動脈上の皮膚表面を押圧する圧力である押圧圧力値を可変するものである。空気ポンプ42は、例えば、空気チューブ41内へ外部から吸気した空気を供給して第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17の内圧を増加させ、空気チューブ41内の空気を外部へ排気して第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17の内圧を減少させるものである。吸気又は排気は、一定速度でもよいが、吸気と排気とで速度が異なるものでもよい。例えば、所定の押圧圧力値まで一気に吸気し、一定速度で排気してもよい。また、所定の押圧圧力値まで一定速度で吸気してもよい。押圧圧力値は、動脈の脈動を停止させる圧力であり、例えば、被検者の最高血圧値よりも30mmHg程高い圧力である。さらに、空気ポンプ42は、所定時間ごとに吸気を開始することが好ましい。所定時間は、予め設定されている時間であり、所定時刻としてもよい。所定時間は、被検者に応じて可変であることが好ましい。また、外部から入力された信号に応じて吸気を開始してもよい。
空気チューブ41は、空気ポンプ42と第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17とを接続する中空管である。中空管は、例えば、シリコーン等の樹脂製、ゴム製又は金属製のものを用いることができる。樹脂又はゴムは、例えば、前述の第一のカフ15で例示したものを用いてもよい。中空管の断面形状は限定するものではなく、例えば、円形でもよいし、方形でもよい。中空管は、樹脂またはゴム等の柔軟な素材からなるものが好ましく、柔軟であれば血圧計を装着している時の被検者への負担を軽減することができる。
血圧測定装置91の動作について図1及び図3を用いて説明する。図3は、血圧値の測定例を示すグラフであり、(a)は光電脈波の時間推移を示し、(b)は押圧圧力値及び圧脈波の時間推移を示す。図3(a)に示す光電脈波51は、図1に示す光電センサ18の検出する光電脈波である。また、図3(b)に示す押圧圧力値52は、図1に示す圧力センサ27の検出する第三のカフ17の内圧である。また、図3(b)に示す圧脈波53は、図1に示す圧力センサ27の検出する圧脈波である。
空気ポンプ42は、吸気を開始し、空気チューブ41を介し、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17を膨張させ、圧力P0になるまで押圧圧力値52を増加させる。ここで、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17は接続され、内圧が等しく保たれているので、同時に同じ圧力で押圧することができる。よって、耳珠の両側及び浅側頭動脈上の皮膚表面を同じ圧力で、同時に押圧することができる。圧力P0は耳珠の末梢血管及び浅側頭動脈の脈動を停止させる圧力であり、このときの時間をT0とする。時間T0では、光電脈波51はほぼ検出されず、圧脈波53は低い値となっている。空気ポンプ42は、時間T0から排気を開始し、押圧圧力値52を一定速度で減少させていく。そして、時間T1のとき、耳珠及び浅側頭動脈に血液が流れ始める。このとき、光電脈波51が出現し、圧脈波53の振幅が大きくなり始める。時間T1のときの押圧圧力値52が動脈内圧の最高値と略等しくなったときであり、収縮期血圧値P1となる。時間T1から光電脈波51及び圧脈波53の振幅は徐々に高くなり、時間T2で最大となる。この時間T2での押圧圧力値52が拡張期血圧値P2となる。このようにして、収縮期血圧値P1、拡張期血圧値P2を決定し、血圧値を測定することができる。なお、血圧値の測定方法は上記に限定されるものではない。
なお、図1において、第一のアーム11、支柱13、第二のアーム12、可動部21及び搭載部材14は、分離されている部材が接続されているが、一体物であってもよい。例えば、第一のアーム11、第二のアーム12及び支柱13が一体となっていてもよい。また、第二のアーム12、可動部21及び搭載部材14が一体となっていてもよい。
また、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17が膨張又は収縮するが、第三のカフ17のみが膨張又は収縮してもよいし、第三のカフ17及び第一のカフ15が膨張又は収縮してもよいし、第三のカフ17及び第二のカフ16が膨張又は収縮してもよい。また、光電センサ18は、第一のカフ15に配置されているが、第二のカフ16に配置されていてもよいし、第一のカフ15及び第二のカフ16に配置されていてもよい。
また、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17がそれぞれ装着機構23a、23b、23cを備えるが、これに限定するものではない。例えば、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17は装着機構23を備えなくてもよい。また、第一のカフ15、第二のカフ16又は第三のカフ17が装着機構23を備えていてもよい。第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17のうち、第一のカフ15及び第二のカフ16が装着機構23を備えていてもよいし、第一のカフ15及び第三のカフ17が装着機構23を備えていてもよいし、第二のカフ16及び第三のカフ17が装着機構23を備えていてもよい。
また、本実施形態では、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17が膨張又は収縮するが、これに限定するものではない。少なくとも第三のカフ17が膨張し、電脈波の検出に適した耳珠の末梢血管の脈動を停止させ、圧脈波の検出に適した浅側頭動脈の脈動を停止させてもよい。よって、膨張又は収縮するカフは、複数が好ましいが、第三のカフ17のみでもよい。
以上説明したように、本実施形態に係る血圧測定装置91は、光電センサ18が耳珠の末梢血管の光電脈波を検出し、圧脈波センサ19が浅側頭動脈の圧脈波を検出する。光電脈波の検出に適した末梢血管で光電脈波を検出し、圧脈波の検出に適した浅側頭動脈で圧脈波を検出するので、光電方式及び圧脈波方式のうち測定条件に応じた方式の測定結果を選択することができる。これにより、測定条件に応じた方式で検出した高精度の脈波を用いて血圧値を測定することができる。したがって、測定条件が変化しても継続的に安定した血圧値が測定できる血圧測定装置の提供が可能になる。
(実施形態2)
図4は、実施形態2に係る血圧測定装置の一例を示す模式図である。図4に示す血圧測定装置92は、前述の実施形態1で説明した血圧測定装置91に備わる圧力センサ27に代えて、第三のカフ17の内部の圧脈波を検出する圧脈波センサ19と、空気チューブ41の内圧を検出する内圧センサ20とが備わっている。血圧測定装置92は、圧脈波センサ19及び内圧センサ20を除いては、前述の実施形態1で説明した血圧測定装置91と同様の構成を用いることができる。
本実施形態において、膨張又は収縮するカフは、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17のうちいずれであってもよいが、図4では第二のカフ16及び第三のカフ17が膨張又は収縮する構成となっている。空気チューブ41は、第二のカフ16及び第三のカフ17と空気ポンプ42とを接続し、空気ポンプ42は空気チューブ41を介して第二のカフ16及び第三のカフ17の内圧を可変する。
圧脈波センサ19は、第三のカフ17に印加される圧脈波を検出するものである。例えば、第三のカフ17内の気圧を検出する気圧計を用いることができる。また、第三のカフ17の表面に加わる機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するものでもよい。例えば、圧電方式、静電誘導方式、電磁誘導方式がある。圧電方式であれば、例えば、バイモルフ、モノモルフ、ユニモルフ、積層型、ムーニー型、マルチムーニー型、シンバル型などのセラミック単体の変位を利用するものがある。
内圧センサ20は、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17のうち膨張又は収縮する一つの内圧を検出する気圧計である。血圧測定装置92では、第二のカフ16及び第三のカフ17が膨張し、第二のカフ16及び第三のカフ17と内気を等しく保たれた空気チューブ41の内圧を検出する例が示されている。膨張又は収縮するカフは、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17のうち少なくとも一つでよく、内圧センサ20は膨張又は収縮するカフ内と気圧を等しく保たれた流路のいずれから内圧を検出してもよい。すなわち、一つの内圧とは、必ずしも直接接続されている必要はなく、吸気又は排気によって膨張又は収縮する1つのカフの内圧であればよい。なお、前述の実施形態1と同様に、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17のうちの複数が膨張又は収縮することが好ましく、さらに、これらが吸気又は排気によって膨張又は収縮することが好ましい。
血圧測定装置92の動作について図4及び図3を用いて説明する。図3は、血圧値の測定例を示すグラフであり、(a)は光電脈波の時間推移を示し、(b)は押圧圧力値及び圧脈波の時間推移を示す。実施形態2では、図3(a)に示す光電脈波51は、図4に示す光電センサ18の検出する光電脈波である。図3(b)に示す押圧圧力値52は、図4に示す内圧センサ20の検出する空気チューブ41の内圧である。また、図3(b)に示す圧脈波53は、図4に示す圧脈波センサ19の検出する圧脈波である。
空気ポンプ42は、吸気を開始し、空気チューブ41を介し、第二のカフ16及び第三のカフ17を膨張させ、圧力P0になるまで押圧圧力値52を増加させる。圧力P0は耳珠の末梢血管及び浅側頭動脈の脈動を停止させる圧力であり、このときの時間をT0とする。ここで、第二のカフ16及び第三のカフ17は内圧が等しく保たれているので、同時に同じ圧力で押圧することができる。よって、耳珠の表側及び浅側頭動脈上の皮膚表面を同じ圧力で、同時に押圧することができる。時間T0以降については、前述の実施形態1と同様である。
以上説明したように、血圧測定装置92は、光電脈波の検出に適した耳珠と、圧脈波の検出に適した浅側頭動脈上の皮膚表面とを、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17のうち少なくとも一つが押圧し、血圧値を測定することができる。光電脈波の検出に適した末梢血管で光電脈波を検出し、圧脈波の検出に適した浅側頭動脈で圧脈波を検出するので、光電方式及び圧脈波方式のうち測定条件に応じた方式の測定結果を選択することができる。これにより、測定条件に応じた方式で検出した高精度の脈波を用いて血圧値を測定することができる。したがって、測定条件が変化しても継続的に安定した血圧値が測定できる血圧測定装置の提供が可能になる。さらに、血圧測定装置92は、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17のうち少なくとも一つが吸気又は排気によって膨張又は収縮し、膨張又は収縮する一つの内圧を内圧センサ20が検出するので、使用の態様に合わせて膨張又は収縮するカフを選択することができる。また、内圧センサ20を耳珠と離して配置することができるので、第一のカフ15、第二のカフ16及び第三のカフ17を保持する耳珠への荷重を軽減することができる。したがって、被検者への負担を軽減し、かつ、測定条件が変化しても継続的に安定した血圧値が測定できる血圧測定装置の提供が可能になる。