JP2008061832A - 脈波測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被測定部位と脈波検出部との位置決めが容易に行なえ、高精度の脈波測定が可能な脈波測定装置を提供する。
【解決手段】脈波測定装置１００は、手首５２の被測定部位６０に押圧されることによって脈波を検出する脈波検出部１２０と、手首５２に対してレーザー光を照射することにより、脈波検出部１２０を被測定部位６０に位置決めして押圧するための目印としてのレーザーポインタＬＰを手首５２の表面に生成するレーザー照射部１１８とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、動脈の周期的な内圧変動を測定する脈波測定装置に関し、より特定的には、脈波検出部を手首の表面に押圧することによって手首の皮下に位置する動脈の脈波を測定する押圧式の脈波測定装置に関する。

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なことである。近年、被験者の脈波を測定することによって心臓負荷や動脈の硬さの変化等を把握することが頻繁に行なわれている。押圧式の脈波測定装置は、手首の皮下の比較的浅いところに位置する橈骨動脈の内圧変動をセンサ等を含む脈波検出部を手首の表面に押圧することによって非侵襲に測定するものである。

精度よく脈波を測定するためには、脈波検出部が手首の適切な位置に押圧されることが必要である。このため、押圧式の脈波測定装置においては、脈波検出部が手首の適切な位置に押圧されるように何らかの位置決め機構が具備されることが多い。

上記位置決め機構を具備した脈波測定装置としては、たとえば特開２００５−８７４８３号公報（特許文献１）に開示のものがある。上記特許文献１に開示の脈波測定装置においては、手首の姿勢を安定的に保持する保持台の所定位置に目印を設けることにより、当該目印を利用して保持台に対する手首の位置決めが簡便に行なえるように構成している。
特開２００５−８７４８３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の如くの目印は、手首の被測定部位自体あるいは手首近傍の特徴部位（たとえば手関節前面横紋等）を配置すべき位置を直接指し示すものではなく、目印が間接的に指し示す位置（たとえば目印の延長線上の特定の位置等）に被測定部位または手首近傍の特徴部位を位置決めするように企図されたものであり、被験者の見る位置等によっては必ずしも位置決めが容易となるものではない。また、視認性の点においても優れているとは言い難く、位置決め作業を飛躍的に容易化するものでもない。

現に、上記特許文献１に開示の脈波測定装置においては、保持台の手首保持部の頂面に目印が付されているが、当該目印を利用して位置決めをする手関節前面横紋はこの保持台の頂面から高さ方向に手首の厚み分だけ上方に配置されることになる。そのため、鉛直上方から当該目印および手関節前面横紋を見つつ位置あわせを行なわなければ、目印と手関節前面横紋が配置される高さの差（すなわち上記手首の厚み分の差）に起因した位置ずれが生じるおそれがある。また、被験者が目印の存在自体に気付かずに特に手首の位置決めを行なうことなく保持台に手首を載置して脈波測定を行なうことも十分に予想される。そのような場合には、脈波検出部と被測定部位との位置ずれが生じる結果となり、脈波測定の測定精度の大幅な低下につながってしまうことになる。

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、被測定部位と脈波検出部との位置決めが容易に行なえることにより高精度の脈波測定が可能となった脈波測定装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく脈波測定装置は、手首の被測定部位に押圧されることによって脈波を検出する脈波検出部と、手首に対して光を照射することにより、上記脈波検出部を上記被測定部位に位置決めして押圧するための目印としての光ポインタを手首の表面に生成する光ポインタ生成手段とを備えている。

このように構成することにより、光ポインタが指し示す位置に被測定部位自体あるいは手首近傍の特徴部位を配置することにより、自ずと被測定部位と脈波検出部との位置決めが行なえるようなる。したがって、手首の表面に生成された光ポインタを目印にして手首の位置決めが行なえるようになり、手首の位置決め作業が大幅に容易化する。また、光ポインタは視認性に優れているため、被験者が手首の位置決めを行なわずに脈波測定を行なうことを防止することもできる。したがって、高精度に脈波を測定することが可能な脈波測定装置とすることができる。なお、光ポインタ生成手段としては、半導体レーザー（いわゆるレーザーダイオード）が好適に利用可能であり、この場合に生成される光ポインタは、視認性に優れたレーザーポインタとなる。

上記本発明に基づく脈波測定装置においては、当該脈波測定装置が、手首が載置されることによって手首の姿勢を保持することが可能な保持台と、上記保持台に手首が載置された状態において手首を上記保持台との間で挟み込むことが可能となるように上記保持台に回動可能に取付けられた回動アームとをさらに備えていてもよい。その場合には、上記脈波検出部および上記光ポインタ生成手段が上記回動アームに設けられていることが好ましい。

このように構成することにより、回動アームに設けられた光ポインタ生成手段により、保持台に載置された手首の表面に確実に光ポインタを生成することができるようになる。

上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、上記保持台が、上記保持台に手首が載置された状態において手首の掌側に対応する部分が上方を向きかつ手首の橈骨側端部が手首の尺骨側端部よりも上方に位置するように手首を傾斜姿勢にて保持することが可能な窪み形状の溝を含む手首保持部を有していることが好ましい。

このように構成することにより、手首が保持台に載置された状態において、橈骨動脈の脈動が顕著に現れる手首の被測定部位を水平な状態とすることができ、脈波検出部の押圧面と被測定部位との平行度を保つことが可能になるとともに、被験者の手首の大きさの如何を問わず、回動アームと保持台とによって手首が挟み込まれた状態において、脈波検出部が配置される位置が自ずと被測定部位とほぼ合致するようにすることができる。したがって、装着が容易でかつ精度よく脈波を測定することが可能な脈波測定装置とすることができる。

上記本発明に基づく脈波測定装置においては、当該脈波測定装置が、上記脈波検出部が設けられた検出ユニットと、手首が載置されることによって手首の姿勢を保持することが可能な保持台と、上記検出ユニットと上記保持台とを連結し、手首に巻き回されることによって上記検出ユニットを手首に対して固定する固定バンドとをさらに備えていてもよい。その場合には、上記光ポインタ生成手段が上記検出ユニットに設けられていることが好ましい。

このように構成することにより、検出ユニットに設けられた光ポインタ生成手段により、保持台に載置された手首の表面に確実に光ポインタを生成することができるようになる。

上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、上記光ポインタが上記被測定部位に位置あわせされるためのものであることが好ましい。

このように構成すれば、光ポインタが指し示す位置に被測定部位が配置されるように手首を位置決めすれば自ずと脈波検出部と被測定部位との位置決めが行なわれるようになるため、手首の位置決め作業が大幅に容易化することになる。

上記本発明に基づく脈波測定装置にあっては、上記光ポインタが手首の腱または手関節前面横紋に位置合わせされるためのものであってもよい。

このように構成すれば、光ポインタが指し示す位置に手首近傍の特徴部位である腱または手関節前面横紋が配置されるように手首を位置決めすれば自ずと脈波検出部と被測定部位との位置決めが行なわれるようになるため、手首の位置決め作業が大幅に容易化することになる。

本発明によれば、被測定部位と脈波検出部との位置決めが容易に行なえることにより高精度の脈波測定が可能となった脈波測定装置とすることができる。

まず、図１を参照して、人体の手首近傍の構造を説明するとともに、本明細書において使用する用語の定義を行なう。図１（Ａ）は、人体の左手首近傍を左手の掌側から見た場合の骨格図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるＩＢ−ＩＢ線に沿った左手首の矢視断面図である。なお、図１（Ｂ）は、左手首の断面を中枢側（前腕側）から末梢側（指先側）に向けて見た場合の図である。

図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、左手５１と前腕５３との間に位置する手首５２の内部には、橈骨５６と尺骨５７とが位置している。橈骨５６および尺骨５７は、肘から手首５２にかけて並行して延びている。橈骨５６は、左手５１の親指５１ａ側に対応する位置の前腕５３内に位置しており、尺骨５７は、左手５１の小指５１ｂ側に対応する位置の前腕５３内に位置している。手首５２の内部には、橈骨５６および尺骨５７のそれぞれの端部が位置している。これら橈骨５６および尺骨５７の手首５２側の端部は、それぞれ橈骨茎状突起５６ａおよび尺骨茎状突起５７ａと呼ばれる突起部分を有している。

また、橈骨５６と左手５１の掌側に対応する部分の手首５２の皮膚との間には、橈骨動脈５８が位置している。この橈骨動脈５８は、橈骨５６の延びる方向と概ね同じ方向に向かって延びている。さらに、左手５１の掌側に対応する部分の手首５２の皮膚上には、手関節前面横紋５２ａが位置している。この手関節前面横紋５２ａは、手首５２の周方向に向かって延びている。また、左手５１の掌側に対応する部分の手首５２の略中央部の皮膚の直下には、腱５４が位置している。この腱５４は、左手５１の軸方向に向かって延びている。

本明細書においては、図１（Ｂ）に示すように、手首５２の橈骨５６が位置する側の部分を「手首の橈骨側部分」と称し、手首５２の尺骨５７が位置する側の部分を「手首の尺骨側部分」と称する。また、手首５２の左手５１の掌側に対応する部分と手首５２の左手５１の甲側に対応する部分との体表面における境界部のうち、手首５２の橈骨側部分の体表面に位置する部分を「橈骨側端部」と称し、手首５２の尺骨側部分の体表面に位置する部分を「尺骨側端部」と称する。図中においては、橈骨側端部を符号Ｐ_Ａで、尺骨側端部を符号Ｐ_Ｂでそれぞれ示している。なお、上記においては、左手の手首を例示して説明を行なったが、右手の手首に関しても橈骨、尺骨、橈骨動脈等の手首中における配置位置が左右対称になる点を除き同様であることは言うまでもない。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、左手の手首を脈波測定のための被測定部位として利用することができるように構成された脈波測定装置を例示して説明を行なう。

（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１における脈波測定装置の外観構造を示す斜視図である。まず、図２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２に示すように、本実施の形態における脈波測定装置１００は、テーブル等の載置面に載置される保持台１１０を有している。保持台１１０は、扁平な略直方体形状の外形を有しており、その上面１１１はなだらかに傾斜しており、手前側（被験者側）が低く、奥側に向かうに連れて徐々にその高さが高くなるように形成されている。保持台１１０の上面１１１の所定位置には、前腕を受け入れるための凹部１１２が設けられている。凹部１１２は、前腕がフィットし易いように緩やかな曲面形状を有している。

保持台１１０の凹部１１２の延びる方向の延長線上には、手首を保持するための手首保持部１１４が位置している。手首保持部１１４は、保持台１１０とは別体の部材にて構成されており、保持台１１０に着脱自在に取付けられる。より具体的には、手首保持部１１４は、その側面にガイド溝が設けられることによって保持台１１０に設けられた支柱部１１３ａ，１１３ｂのガイドレールに嵌め込み可能に構成されている。

手首保持部１１４の上面には、手の甲側に対応する部分の手首を受け入れ可能となるような窪み形状の溝１１５が設けられている。この溝１１５は、緩やかに湾曲して傾斜する左右の傾斜面のそれぞれの曲率が異なるように、手首を受け入れた状態において手首の軸方向と交差する方向に左右非対称に形成されている。

保持台１１０は、その上面１１１の所定位置に回動アーム１１７を有している。具体的には、保持台１１０の手首保持部１１４が取付けられた位置の左側方に、保持台１１０の上面１１１から上方に向かって軸支部１１６が突設されており、この軸支部１１６によって回動アーム１１７の長手方向の一方端に設けられた回動軸１１７ａが軸支されている。これにより、回動アーム１１７は、保持台１１０に対して回動軸１１７ａを中心軸として図中矢印Ｒ方向に回動することになり、保持台１１０に手首が載置された状態において手首を保持台１１０との間で挟み込むことが可能となっている。なお、ここで、回動アーム１１７の回動軸１１７ａは、保持台１１０に載置された手首の軸方向と平行な方向に延在するように配置される。

回動アーム１１７の下面の所定位置には、脈波検出部１２０が設けられている。脈波検出部１２０は、脈波を検出するための脈波センサ１３８（図３参照）と、この脈波センサ１３８を手首に向けて押圧するための押圧カフ１３１（図３参照）とを備えている。脈波センサ１３８としては、たとえば静電容量素子を具備した圧力センサや歪抵抗素子を具備した圧力センサ、生体インピーダンスを計測することが可能なインピーダンス計測センサ等が利用可能である。また、押圧カフ１３１としては、好適には内部に気体や液体が導入可能な流体袋が利用可能であるが、その他にもモータやソレノイド等の機械式アクチュエータを用いることも可能である。

回動アーム１１７の下面の所定位置には、さらに光ポインタ生成手段としてのレーザーポインタ生成手段であるレーザー照射部１１８が設けられている。レーザー照射部１１８は、光源としての半導体レーザー（ＬＤ：laser diode）１４６（図３参照）を含んでいる。レーザー照射部１１８は、必要に応じてこのＬＤ１４６から出射されるレーザー光を所望の形状に成形するレンズやアパーチャ等の光学系部品をさらに含んでいてもよい。レーザー照射部１１８は、所定方向に向かってレーザー光を照射することにより、レーザー光が照射された物体の表面に像としての長円状の、光ポインタであるレーザーポインタを生成する。

回動アーム１１７の長手方向の他方端には、面ファスナ１２１ａが取付けられており、保持台１１０の側面の所定位置には、上記面ファスナ１２１ａに係合する面ファスナ１２１ｂが取付けられている。これら面ファスナ１２１ａ，１２１ｂは、互いに接触することによって係止可能であり、保持台１１０に載置された手首を回動アーム１１７と保持台１１０とによって挟み込んだ状態において当該状態を維持する手段として機能する。より具体的には、面ファスナ１２１ａ，１２１ｂは、保持台１１０に載置された手首を回動アーム１１７と保持台１１０とによって挟み込んだ状態において回動アーム１１７が保持台１１０から遠ざかる方向に移動することを制限する部材として機能し、これにより手首に対する脈波検出部１２０の適切な押圧状態を維持するものである。

なお、本実施の形態における脈波測定装置１００は、上述の保持台１１０に加え、外部端末としてのＰＣ（personal computer）１２４（図３参照）を備えている。外部端末としてのＰＣ１２４は、主として上述の脈波検出部１２０によって検出された情報に基づいて演算処理を行い、これによって脈波を得るための装置である。保持台１１０とＰＣ１２４とは、たとえばＵＳＢ（universal serial bus）ケーブル等の接続ケーブルによって接続されるが、本実施の形態における脈波測定装置１００においては、保持台１１０の前面に設けられた入出力端子に上記接続ケーブルが接続されることにより、保持台１１０とＰＣ１２４との結線が行なわれる。

図３は、本発明の実施の形態１における脈波測定装置の機能ブロックを示す図である。なお、図３においては、脈波測定装置の外部端末としてのＰＣについても図示している。次に、この図を参照して、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３に示すように、脈波検出部１２０には、脈波センサ１３８と、脈波センサ１３８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１３９と、脈波センサ１３８を手首に押圧するために加圧調整される押圧カフ１３１とが設けられている。

保持台１１０には、押圧カフ１３１の内圧（以下、カフ圧とも言う。）を昇圧させるための加圧ポンプ１３２と、当該内圧を降圧させるための負圧ポンプ１３３と、加圧ポンプ１３２と負圧ポンプ１３３のいずれかを選択的に押圧カフ１３１に接続するための切替弁１３４と、これら加圧ポンプ１３２、負圧ポンプ１３３および切替弁１３４の動作を制御するための制御回路１３５と、押圧カフ１３１内の圧力を検出する圧力センサ１３６と、圧力センサ１３６から導出されたアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄコンバータ１３７と、脈波検出部１２０から導出されたアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄコンバータ１４０と、レーザーポインタを生成するためのＬＤ１４６とが設けられている。

ＰＣ１２４は、脈波測定装置１００を集中的に制御するための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）１４１と、脈波測定装置１００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）１４２およびＲＡＭ（random access memory）１４３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１４４と、脈波測定結果などの各種情報を外部出力するためのＬＣＤ（liquid crystal display）などからなる表示部１４５とを含む。

図４は、本発明の実施の形態１における脈波測定装置における脈波測定のための処理手順を示すフローチャートである。次に、この図を参照して、本実施の形態における脈波測定装置の処理手順について説明する。なお、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ＲＯＭまたはＲＡＭに予めストアされておりＣＰＵ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。

図４に示すように、電源スイッチ（図示せず）がＯＮされると、ＣＰＵ１４１は制御回路１３５に対して負圧ポンプ１３３を駆動するように指示する。制御回路１３５は、この指示に基づいて切替弁１３４を負圧ポンプ１３３側に切替えて負圧ポンプ１３３を駆動する（ステップＳ１）。負圧ポンプ１３３が駆動されると切替弁１３４を介して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、脈波センサ１３８は脈波検出部１２０内において上方に移動する。その結果、脈波センサ１３８が不用意に突出して誤動作や故障するのを回避できる。

次に、被験者が後述する図５ないし図８に示す装着手順で脈波検出部１２０を手首に装着する。つづいて、スタートボタン（図示せず）がＯＮされると、ＣＰＵ１４１は制御回路１３５に対し加圧ポンプ１３２を駆動するように指示する。これにより、制御回路１３５は、この指示に基づいて切替弁１３４を加圧ポンプ１３２側に切替えて加圧ポンプ１３２を駆動する（ステップＳ２）。この動作に伴ってカフ圧は上昇し、脈波センサ１３８が手首に向かって下降して被測定部位である手首の表面に押圧される。

脈波センサ１３８が手首の表面に押圧されると、圧力センサ１３６からカフ圧情報が導出され、Ａ／Ｄコンバータ１３７でデジタル情報に変換されて、ＣＰＵ１４１に与えられる。同時に、脈波センサ１３８から得られる脈波信号もマルチプレクサ１３９を介してＡ／Ｄコンバータ１４０でデジタル情報に変換されてＣＰＵ１４１に与えられる。ＣＰＵ１４１は、これらのデジタル情報に基づいて脈波検出のための条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ３）。脈波検出のための条件が満たされた場合には（ステップＳ３でＹＥＳ）、押圧カフ１３１による脈波センサ１３８の被測定部位への押圧レベルが脈波検出のための最適レベルとなるように、加圧ポンプ１３２の出力が調整される（ステップＳ４）。押圧カフ１３１について最適圧力調整がなされる下で、脈波センサ１３８が出力する圧力情報、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１３９およびＡ／Ｄコンバータ１４０を介してＣＰＵ１４１に転送される（ステップＳ７）。

ＣＰＵ１４１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を検出する。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ステップＳ５の脈波データの転送処理が繰り返される。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。脈波検出終了の所定条件が成立したときは（ステップＳ６でＹＥＳ）、ＣＰＵ１４１は切替弁１３４を介して負圧ポンプ１３３を駆動するように制御する（ステップＳ７）。これにより、手首に対する脈波センサ１３８の押圧状態は解かれて、一連の脈波検出処理は終了する。

なお、ＣＰＵ１４１は、検出した脈波の情報を表示部１４５などを介して外部に出力する。その際、脈波の情報は、ＡＩ（Augmentation Index）値として出力されるようにしてもよい。

図５ないし図８は、本発明の実施の形態１における脈波測定装置に左手の手首をセットする手順を示すための図である。このうち、図５および図６は、保持台に左手の手首を載置した状態を示す図であり、図５は、当該状態における概略斜視図、図６は、当該状態における手首を含む模式断面図である。また、図７および図８は、保持台に載置された手首の被測定部位に脈波検出部を押圧した状態を示す図であり、図７は、当該状態における概略斜視図、図８は、当該状態における手首を含む模式断面図である。なお、図６および図８においては、手首を中枢側から末梢側に向けて見た場合の模式断面図である。以下においては、これらの図を参照して、本実施の形態における脈波測定装置に左手の手首をセットする手順について説明する。

まず、脈波測定装置１００の保持台１１０をテーブル等の載置面上に載置する。次に、脈波測定装置１００に電源を投入するとともに、図５および図６に示すように回動アーム１１７を引き起こした状態（以下、この状態を初期状態と称し、当該初期状態における回動アーム１１７の位置を初期位置と称す。）とする。この際、ＣＰＵ１４１は、回動アーム１１７が初期位置にあることを回動軸１１７ａ等に設けた位置検出センサ（図示せず）を用いて検出し、ＬＤ１４６を駆動してレーザーポインタＬＰを生成する。なお、図５および図６に示すように、レーザー照射部１１８から出射されるレーザー光の照射方向は、初期状態において手首保持部１１４の溝１１５の表面に向いている。

つづいて、保持台１１０の上面１１１に設けられた凹部１１２上に肘から手首５２にかけての前腕５３を載置する。ここで、本実施の形態における脈波測定装置１００においては、手首保持部１１４の溝１１５が所定の湾曲形状に曲成されているため、図６に示すように、手首保持部１１４上に手首５２が載置された状態において、手首５２の橈骨側端部Ｐ_Ａが手首５２の尺骨側端部Ｐ_Ｂよりも上方に位置するように手首５２が傾斜姿勢にて保持されることになる。したがって、橈骨動脈の脈動が皮膚上において顕著に現れる被測定部位６０がほぼ水平な状態に維持されることになる。

レーザー照射部１１８から照射されるレーザー光は、上述のように手首保持部１１４の溝１１５の表面に向いて出射されている。したがって、溝１１５上に手首が載置されることにより、レーザーポインタＬＰは手首５２の表面に形成されることになる。被験者は、手首５２の表面に形成されたレーザーポインタＬＰを目印として保持台１１０上にて前腕５３および手首５２の位置を微調整し、レーザーポインタＬＰを被測定部位６０に合致させる。

次に、図７および図８に示すように、回動アーム１１７を保持台１１０側に向けて回動させ、保持台１１０の手首保持部１１４上に載置した手首５２が回動アーム１１７と保持台１１０とによって挟み込まれるようにし、回動アーム１１７の下面に設けられた脈波検出部１２０を被測定部位６０に接触させる。ここで、上述の位置検出センサによって回動アーム１１７を初期位置から回動させたことが検出されると、ＣＰＵ１４１はＬＤ１４６の駆動を停止し、回動アーム１１７の移動中にレーザーポインタＬＰが手首５２の表面に形成されないようにする。つづいて、回動アーム１１７に取付けられた面ファスナ１２１ａを保持台１１０に取付けられた面ファスナ１２１ｂに係止させ、回動アーム１１７を保持台１１０に対して移動不能に固定する。以上により、脈波測定装置１００に対する左手５１の手首５２のセットが完了する。

本実施の形態における脈波測定装置１００においては、上述したように、回動アーム１１７に設けられたレーザー照射部１１８によって保持台１１０上に載置された手首５２の表面にレーザーポインタＬＰが形成される。ここで、レーザーポインタＬＰは、手首５２の被測定部位６０に位置合わせさせるための目印であるため、レーザーポインタＬＰが指し示す手首５２の位置に回動アーム１１７の回動後において脈波検出部１２０が位置するように構成することが必要である。以下においては、本実施の形態における脈波測定装置１００においてこの点が実現される仕組みについて説明する。

上述したように、本実施の形態における脈波測定装置１００においては、手首保持部１１４の溝１１５が所定の湾曲形状に曲成されているため、図６に示す如く、左手の手首５２の橈骨側端部Ｐ_Ａが左手の手首５２の尺骨側端部Ｐ_Ｂよりも上方に位置するように手首５２が傾斜姿勢にて保持されることになる。ここで、手首の大きさは、男女の別や年齢等によって個人差があるが、橈骨動脈５８の手首５２中における相対的な位置は手首５２の大きさが異なってもさほど変化するものではない。したがって、手首５２の大きさが相似形に変化したと想定すると、保持台１１０上に載置された左手５１の手首５２の橈骨動脈５８が取り得る位置は、図６中において示す直線Ａ上のいずれかの位置となる。なお、直線Ａは、図６中に示す水平線Ｈと直交する鉛直線（図示せず）に対してその上端が下端に比べて回動軸１１７ａ側に向けて僅かに傾斜した状態をとる。

これに対し、本実施の形態における脈波測定装置１００においては、手首５２が載置される保持台１１０に回動自在に回動アーム１１７が設けられ、回動アーム１１７の下面の所定位置に脈波検出部１２０が設けられている。そのため、脈波検出部１２０は、図６中において示す円弧状の曲線Ｌ上のいずれかの位置をとることになる。

ここで、図６から分かるように、橈骨動脈５８が回動軸１１７ａを通る水平線Ｈよりも上方でかつ上記水平線Ｈよりも極端に上方に離間しない範囲においては、橈骨動脈５８が配置される直線Ａと脈波検出部１２０が取り得る位置の軌跡である曲線Ｌとがほぼ合致することになる。すなわち、手首保持部１１４の溝１１５の高さを予め調節しておけば、手首５２を正しい装着姿勢にて保持台１１０に載置するのみで、回動アーム１１７の回動後における脈波検出部１２０の位置を被測定部位６０に概ね合致させることができる。

そのため、橈骨動脈５８が配置されることが想定される直線Ａの延長線上に位置する部分の回動アーム１１７にレーザー照射部１１８を設け、当該レーザー照射部１１８から上記直線Ａが延在する方向と平行な方向に向けてレーザー光を照射することにより、レーザーポインタＬＰが指し示す手首５２の位置に、回動アーム１１７の回動後において脈波検出部１２０が必ず位置するようになる。したがって、レーザーポインタＬＰを目印とした手首５２の位置決め作業によって確実に脈波検出部１２０を被測定部位６０に押圧させることが可能になる。

以上において説明したように、本実施の形態における脈波測定装置１００にあっては、レーザーポインタＬＰが指し示す位置に被測定部位６０を配置することにより、自ずと被測定部位６０と脈波検出部１２０との位置決めが行なえるようなる。したがって、手首５２の表面に生成されたレーザーポインタＬＰを目印にして手首５２の位置決めが行なえるようになり、手首５２の位置決め作業が大幅に容易化する。また、レーザーポインタＬＰは視認性に優れているため、被験者が手首５２の位置決めを行なわずに脈波測定を行なうことを防止することもでき、高精度に脈波を測定することが可能になる。したがって、装着が容易でかつ精度よく脈波を測定することが可能な脈波測定装置とすることができる。

上述の実施の形態１における脈波測定装置１００においては、レーザーポインタＬＰが手首５２の被測定部位６０に位置合わせされるためのものである場合を例示して説明を行なったが、この他にもレーザーポインタＬＰが手首５２の他の身体的特徴部位に位置合わせされるためのものであるように構成することも可能である。図９は、レーザーポインタが手首の他の特徴部位に位置合わせされるように構成する場合の具体例を示す図である。

図９（Ａ）は、レーザーポインタＬＰが手首５２の腱５４に位置合わせされるように構成した場合を示す図である。図９（Ａ）に示すように、腱５４は、左手５１の掌側に対応する部分の手首５２の略中央部の皮下に位置しており、手首５２の軸方向に並行に２本存在している。腱５４と被測定部位６０との間の相対的な位置関係は、手首５２の大きさ等に起因して個人差があるものの、その差は比較的小さい。したがって、予めレーザーポインタＬＰが形成される位置と回動アーム１１７の回動後において脈波検出部１２０が配置されることとなる位置との相対的な位置関係を、上記腱５４と被測定部位６０との間の相対的な位置関係を考慮して調整しておくことにより、レーザーポインタＬＰが腱５４に合致するように保持台１１０に載置された前腕の位置を微調整することによって脈波検出部１２０と被測定部位６０との位置決めを容易に行なえるようになる。なお、レーザーポインタＬＰの形状を手首５２の軸方向と平行に縦方向に延びる線状形状としておくことにより、２本の腱５４との位置あわせがより容易に行なえるようになる。

図９（Ｂ）は、レーザーポインタＬＰが手首５２の手関節前面横紋５２ａに位置合わせされるように構成した場合を示す図である。図９（Ｂ）に示すように、手関節前面横紋５２ａは、左手５１の掌側に対応する部分の手首５２の皮膚上に位置しており、手首５２の周方向に延びている。手関節前面横紋５２ａと被測定部位６０との間の相対的な位置関係は、手首５２の大きさ等に起因して個人差があるものの、その差は比較的小さい。したがって、予めレーザーポインタＬＰが形成される位置と回動アーム１１７の回動後において脈波検出部１２０が配置されることとなる位置との相対的な位置関係を、上記手関節前面横紋５２ａと被測定部位６０との間の相対的な位置関係を考慮して調整しておくことにより、レーザーポインタＬＰが手関節前面横紋５２ａに合致するように保持台１１０に載置された前腕の位置を微調整することによって脈波検出部１２０と被測定部位６０との位置決めを容易に行なえるようになる。なお、レーザーポインタＬＰの形状を手首５２の軸方向と交差する横方向に延びる線状形状としておくことにより、手関節前面横紋５２ａとの位置あわせがより容易に行なえるようになる。

（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２における脈波測定装置の外観構造を示す斜視図であり、図１１は、左手の手首を保持台上に載置して検出ユニットを左手の手首に装着した状態を示す概略斜視図である。また、図１２は、本実施の形態における脈波測定装置において、左手の手首を保持台上に載置して検出ユニットを左手の手首に装着した状態を示す模式断面図であり、図１３は、被測定部位に脈波検出部を押圧した状態を示す模式断面図である。なお、図１２および図１３においては、手首を末梢側から中枢側に向けて見た場合の模式断面図である。以下においては、本実施の形態における脈波測定装置について、上述の実施の形態における脈波測定装置と異なる部分を中心に詳細に説明する。

まず、図１０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１０に示すように、本実施の形態における脈波測定装置２００は、テーブル等の載置面に載置される保持台２１０と、脈波検出部２２０（図１２および図１３参照）を含む検出ユニット２１５と、保持台２１０と検出ユニット２１５とを連結する固定バンド２２２と、外部端末としてのＰＣ２２４（図１０において図示を省略）とを備えている。

保持台２１０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２１２を上面２１１に有する箱形状の台からなる。保持台２１０の長手方向の一方端の上部には、手首を保持するための手首保持部２１４が位置している。

ＰＣ２２４は、保持台２１０の前面に設けられた入出力端子に接続ケーブルが接続されることによって保持台２１０と結線される。ＰＣ２２４は、上述の実施の形態１における脈波測定装置１００のＰＣ１２４と同様の構成であるため、その説明はここでは省略する。

検出ユニット２１５は、脈波検出部２２０を含むケース体２１７と、このケース体２１７をスライド自在に支持するベース体２１６とを含む。ベース体２１６は、所定位置に開口部２１６ａを有している。ケース体２１７は、測定時において上記開口部２１６ａを閉塞する位置にスライド移動され、当該状態においてケース体２１７に設けられた脈波検出部２２０が手首の被測定部位に上記開口部２１６ａを介して押圧される。なお、脈波検出部２２０は、上述の実施の形態１における脈波測定装置１００の脈波検出部１２０と同様に、脈波を検出するための脈波センサと、この脈波センサを手首に向けて押圧するための押圧カフとを備えている。

保持台２１０と検出ユニット２１５とは、固定バンド２２２によって連結されている。固定バンド２２２の一方端は、保持台２１０の内部に引き込まれており、保持台２１０の内部に配置された引き込み手段としての定荷重バネ２２３（図１２および図１３参照）に固定されている。また、固定バンド２２２の他方端には、面ファスナ２２１ａ（図１２および図１３参照）が取付けられており、この面ファスナ２２１ａは、保持台２１０の側面に取付けられた面ファスナ２２１ｂおよび保持台２１０の内部に引き込まれた固定バンド２２２の保持台２１０からの露出部分に取付けられた面ファスナ２２１ｃに係止可能である。なお、検出ユニット２１５は、固定バンド２２２の途中位置に取付けられている。固定バンド２２２は、保持台２１０の手首保持部２１４に載置された手首に巻き回されることにより、検出ユニット２１５を手首に固定するためのものである。なお、固定バンド２２２の手首への固定は、上述の面ファスナ２２１ａ〜２２１ｃによって行なわれる。

検出ユニット２１５のケース体２１７の所定位置には、レーザーポインタ生成手段としてのレーザー照射部２１８が設けられている。レーザー照射部２１８は、上述の実施の形態１における脈波測定装置１００のレーザー照射部１１８と同様に、光源としてのＬＤを含んでいる。レーザー照射部２１８は、必要に応じてこのＬＤから出射されるレーザー光を所望の形状に成形するレンズやアパーチャ等の光学系部品をさらに含んでいてもよい。レーザー照射部２１８は、所定方向に向かってレーザー光を照射することにより、レーザー光が照射された物体の表面に像としての長円状のレーザーポインタを生成する。

次に、図１１および図１２を参照して、検出ユニットの手首への装着手順について説明する。まず、脈波測定装置２００の保持台２１０をテーブル等の載置面上に載置する。次に、脈波測定装置２００に電源を投入するとともに、図１１および図１２に示すように、保持台２１０の上面２１１に設けられた凹部２１２上に肘から手首５２にかけての前腕５３を載置する。このとき、手首保持部２１４上に手首５２が概ね位置合わせされた状態とする。

つづいて、検出ユニット２１５を右手で把持し、固定バンド２２２を保持台２１０から所定量引き出すとともに、保持台２１０に載置された手首５２の掌側に対応する部分に検出ユニット２１５を押し当てる。このとき、レーザー照射部２１８からは、上記電源の投入に伴ってレーザー光が出射されており、その照射方向は、ベース体２１６の開口部２１６ａの略中央部を向いている。したがって、検出ユニット２１５が左手の手首に押し当てられることにより、レーザーポインタＬＰは手首５２の表面に形成されることになる。被験者は、手首５２の表面に形成されたレーザーポインタＬＰを目印として検出ユニット２１５の手首５２に対する押し当て位置を微調節し、レーザーポインタＬＰを被測定部位６０に合致させる。

次に、図１１および図１２に示すように、固定バンド２２２の上記他方端に取付けられた面ファスナ２２１ａを保持台２１０に取付けられた面ファスナ２２１ｂおよび固定バンド２２２の保持台２１０からの露出部分に取付けられた面ファスナ２２１ｃに軽視させ、これにより検出ユニット２１５を手首５２に固定する。以上により、脈波測定装置２００に対する左手５１の手首５２のセットが完了する。

以上において説明した本実施の形態における脈波測定装置２００においては、図１３に示すように、手首に対して位置決めして固定された検出ユニット２１５のケース体２１７がベース体２１６に設けられた開口部２１６ａを塞ぐ位置にスライド移動され、その後、測定ボタンが押下されることによって検出ユニット２１５に設けられた押圧カフが膨張し、脈波センサが上記開口部２１６ａを介して手首５２の被測定部位６０に押し当てられ、脈波測定が行なわれることになる。

本実施の形態における脈波測定装置２００においては、上述したように、検出ユニット２１５に設けられたレーザー照射部２１８によって手首５２の表面にレーザーポインタＬＰが形成される。ここで、レーザーポインタＬＰが指し示す位置を、押圧カフが膨張して脈波センサが手首に向けて押し当てられる位置に予め調整しておけば、上述のレーザーポインタＬＰを用いた検出ユニット２１５の手首への装着位置の調節を被験者が行なうことで、自ずと被測定部位６０と脈波検出部２２０との位置決めが行なえるようになる。したがって、手首５２の表面に生成されたレーザーポインタＬＰを目印にして手首５２の位置決めが行なえるようになり、手首５２の位置決め作業が大幅に容易化する。また、レーザーポインタＬＰは視認性に優れているため、被験者が手首５２の位置決めを行なわずに脈波測定を行なうことを防止することもでき、高精度に脈波を測定することが可能になる。したがって、装着が容易でかつ精度よく脈波を測定することが可能な脈波測定装置とすることができる。

上述の実施の形態１および２においては、手首の表面に形成される光ポインタの形状を長円状または線状にした場合を例示して説明を行なったが、光ポインタの形状は特に制限されるものではなく、真円状や十字状、矩形状等としてもよい。また、上述の実施の形態１および２においては、光ポインタ生成手段としてレーザー光を出射する半導体レーザー（ＬＤ）を利用した場合を例示して説明を行なったが、手首の表面に形成される光ポインタは、可視光を照射することによって形成されるものであればどのようなものでもよく、そのため光ポインタ生成手段は上述のＬＤに限定されるものではなく、たとえばＬＥＤ（light-emitting diode）等の利用も考えられる。

また、上述の実施の形態１および２においては、左手の手首を脈波測定のための被測定部位として利用することができるように構成された脈波測定装置を例示して説明を行なったが、右手の手首を脈波測定のための被測定部位として利用することができるように構成され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し、左手の手首および右手の手首のいずれをも脈波測定のための被測定部位として利用することができるように構成された脈波測定装置に本発明を適用することも可能である。

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。

人体の左手首近傍を左手の掌側から見た場合の骨格図および左手首の矢視断面図である。 本発明の実施の形態１における脈波測定装置の外観構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における脈波測定装置の機能ブロックを示す図である。 本発明の実施の形態１における脈波測定装置における脈波測定のための処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における脈波測定装置において、保持台に左手の手首を載置した状態における概略斜視図である。 本発明の実施の形態１における脈波測定装置において、保持台に左手の手首を載置した状態における模式断面図である。 本発明の実施の形態１における脈波測定装置において、保持台に載置された手首の被測定部位に脈波検出部を押圧した状態を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態１における脈波測定装置において、保持台に載置された手首の被測定部位に脈波検出部を押圧した状態を示す模式断面図である。 レーザーポインタが手首の被測定部位以外の特徴部位に位置合わせされるように構成する場合の具体例を示す図である。 本発明の実施の形態２における脈波測定装置の外観構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２における脈波測定装置において、左手の手首を保持台上に載置して検出ユニットを左手の手首に装着した状態を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態２における脈波測定装置において、左手の手首を保持台上に載置して検出ユニットを左手の手首に装着した状態を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態２における脈波測定装置において、被測定部位に脈波検出部を押圧した状態を示す模式断面図である。

符号の説明

５１ 左手、５１ａ 親指、５１ｂ 小指、５２ 手首、５２ａ 手関節前面横紋、５３ 前腕、５４ 腱、５６ 橈骨、５６ａ 橈骨茎状突起、５７ 尺骨、５７ａ 尺骨茎状突起、５８ 橈骨動脈、６０ 被測定部位、１００ 脈波測定装置、１１０ 保持台、１１１ 上面、１１２ 凹部、１１３ａ，１１３ｂ 支柱部、１１４ 手首保持部、１１５ 溝、１１６ 軸支部、１１７ 回動アーム、１１７ａ 回動軸、１１８ レーザー照射部、１２０ 脈波検出部、１２１ａ，１２１ｂ 面ファスナ、１２４ ＰＣ、１３１ 押圧カフ、１３２ 加圧ポンプ、１３３ 負圧ポンプ、１３４ 切替弁、１３５ 制御回路、１３６ 圧力センサ、１３７ Ａ／Ｄコンバータ、１３８ 脈波センサ、１３９ マルチプレクサ、１４０ Ａ／Ｄコンバータ、１４１ ＣＰＵ、１４２ ＲＯＭ、１４３ ＲＡＭ、１４４ 操作部、１４５ 表示部、１４６ 半導体レーザー（ＬＤ）、２００ 脈波測定装置、２１０ 保持台、２１１ 上面、２１２ 凹部、２１４ 手首保持部、２１５ 検出ユニット、２１６ ベース体、２１６ａ 開口部、２１７ ケース体、２１８ レーザー照射部、２２０ 脈波検出部、２２１ａ〜２２１ｃ 面ファスナ、２２２ 固定バンド、２２３ 定荷重バネ、２２４ ＰＣ。

Claims (7)

1. 手首の被測定部位に押圧されることによって脈波を検出する脈波検出部と、
   手首に対して光を照射することにより、前記脈波検出部を前記被測定部位に位置決めして押圧するための目印としての光ポインタを手首の表面に生成する光ポインタ生成手段とを備えた、脈波測定装置。
2. 手首が載置されることによって手首の姿勢を保持することが可能な保持台と、
   前記保持台に手首が載置された状態において手首を前記保持台との間で挟み込むことが可能となるように前記保持台に回動可能に取付けられた回動アームとをさらに備え、
   前記脈波検出部および前記光ポインタ生成手段が前記回動アームに設けられている、請求項１に記載の脈波測定装置。
3. 前記保持台は、前記保持台に手首が載置された状態において手首の掌側に対応する部分が上方を向きかつ手首の橈骨側端部が手首の尺骨側端部よりも上方に位置するように手首を傾斜姿勢にて保持することが可能な窪み形状の溝を含む手首保持部を有している、請求項２に記載の脈波測定装置。
4. 前記脈波検出部が設けられた検出ユニットと、
   手首が載置されることによって手首の姿勢を保持することが可能な保持台と、
   前記検出ユニットと前記保持台とを連結し、手首に巻き回されることによって前記検出ユニットを手首に対して固定する固定バンドとをさらに備え、
   前記光ポインタ生成手段が前記検出ユニットに設けられている、請求項１に記載の脈波測定装置。
5. 前記光ポインタは、前記被測定部位に位置あわせされるためのものである、請求項１から４のいずれかに記載の脈波測定装置。
6. 前記光ポインタは、手首の腱または手関節前面横紋に位置合わせされるためのものである、請求項１から４のいずれかに記載の脈波測定装置。
7. 前記光ポインタ生成手段は、半導体レーザーである、請求項１から６のいずれかに記載の脈波測定装置。

Images