JP2011019721A - 電子血圧計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カフ14と、血圧値を表示する表示部31を有する本体部10とを有し、カフ14は本体部10の外に設けられ、上腕Tで血圧を測定する電子血圧計1であって、カフ14は、バッキング材15で筒体に形成されており、カフ14の端部14A側に線材であるワイヤー12を固定し、ワイヤー12を自動で巻き取る自動巻き取り部13は、本体部10に収納され、ワイヤー12はカフ14の外周方向に複数周巻き付けて配置されている。
【選択図】図2
Description
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、測定対象部位としての上腕に、カフを面ファスナーで固定する必要がなく、上腕を挿入するだけで、上腕の位置決めを正確に行わなくても測定対象部位に存在する動脈に密着して、容易にしかも正確に血圧測定を行うことができる電子血圧計を提供することを目的とする。
上記構成によれば、筒体とされたカフに対して、ワイヤーが複数周巻きつけられるので、人体の測定対象部位、すなわち、例えば上腕の全周囲にわたって必ず密着するので、カフが動脈を外す事がなく、正確に血圧測定を行うことができる。
上記構成によれば、自動巻き取り部が線材の第1端部を巻き取るだけで、カフは上腕の全周囲にわたって密着できるので、カフを上腕の全周囲にわたって密着して正確に血圧測定を行うことができる。
上記構成によれば、自動巻き取り部が線材を巻き上げることにより、カフは均一に巻き上げることができ、カフを上腕の全周囲にわたって密着することができる。
ウォームギアとウォームホイールを用いるだけで、他に減速歯車を用いなくとも、比較的力の弱い小型電動モータの駆動力でも、巻き取り部材を回転できるので、少ない部品点数で小型化が図れる。しかも、巻き取り部材が線材を巻き取った状態では、ウォームギアのセルフロック効果により、ウォームギアはウォームホイールの回転を阻止することができるので、空気袋の加圧時に巻き取った線材が巻き戻されてゆるむことを阻止でき、空気袋を加圧したとき、空気袋が上腕の全周囲を均一に圧迫することが可能となる。また、別個に、ウォームホイールの逆転防止機構を設ける必要が無く、さらに、少ない部品点数にて小型が図れる。
図1は、本発明の電子血圧計の好ましい実施形態を示す斜視図である。
図1に示す電子血圧計1は、カフ一体型電子血圧計ともいい、血圧測定方式の一例としてオシロメトリック法が用いられ、脈波を検出して血圧測定を行う装置である。図1に示す電子血圧計1は、腕帯部2が血圧計本体部10の外側に設けられ、一体となっている。腕帯部2と血圧計本体部10とは有線(電気信号線、図示せず)により電気的に接続され、しかも腕帯部2と血圧計本体部10とがエアーの給排気路であるフレキシブルなチューブ(図示せず)により接続されている。
図1に示す血圧計本体部10は、本体部の一例であり、ケーシング30と表示部31を有している。ケーシング30は、例えばプラスチック製のコンパクトで薄型の部材であり、ケーシング30の上面部32には、開始/停止ボタン37と、メモリ呼び出し・時刻・アラーム設定ボタン38と、記憶しないボタン39と、表示部31が配置されている。開始/停止ボタン37は測定者が押すことで、血圧測定操作の開始あるいは停止をするためのボタンである。この血圧計本体部10のケーシング30の中には、自動巻き取り部13の他、排気システム52(図9参照)、圧力検出システム53(図9参照)、電源システム54(図9参照)、制御システム56(図9参照)、加圧システム151(図9参照)等が収納されている。この自動巻き取り部13の構造,排気システム52、圧力検出システム53、電源システム54、制御システム56、加圧システム151は後で説明する。
時刻を設定する場合には、例えば、メモリ呼び出し・時刻・アラーム設定ボタン38と記憶しないボタン39を同時に長押しすることで、操作・設定・入力機能として作用させることにより、表示部31には時刻設定画面が表示され、時刻設定画面に表示されている時刻は、メモリ呼び出し・時刻・アラーム設定ボタン38で選択しながら設定することができる。この中で、予め所定の測定時間の設定も行うことができる。
記憶しないボタン39は、測定者が、最高血圧値と最低血圧値と脈拍値および脈圧をメモリ部69に記憶しない場合だけ押すためのボタンである。
この窪み部分40と後端面部34の間には、表示部31が配置されている。この表示部31は、例えば液晶表示装置を用いることができ、一例として図1に示すように最高血圧値、最低血圧値、脈拍数、脈圧、測定動作中の表示マーク、電池交換の表示マーク等の各種の測定値等を表示することができる。
図2は、図1に示す腕帯部2を矢印M方向から見た斜視図である。
図1と図2に示すように、腕帯部2は、血圧測定時に測定者の上腕Tに巻き付けることにより、図1に示すように上腕TをD1方向に差し込んだ状態となるような、図1に示すように上腕Tに差し込むことが可能な、一端が切れた略円筒状構造(筒状体)を有している。これにより、この腕帯部2は、通常の腕帯部と異なり測定者の上腕Tに対して腕帯部を巻き付ける必要が無く、左右のいずれの上腕Tでも容易に血圧測定が可能である。
なお、図2では、理解の便宜のため、チューブ4と腕帯部2(腕帯部本体11)への接続の図示を省略している。
図3は、図2に示す腕帯部本体11のA−A線における断面構造例を示す図である。図4は、上述した腕帯部本体11の空気袋14と、支持部材であるバックキング材15と、外布16と、筒状の内布17と、案内板18を示している図である。
図3と図2に示すように、腕帯部本体11は、空気袋14と、バッキング材15と、内布17と、外布16と、案内板18、カバー部材19を有する。腕帯部11は、測定方式にマイクロフォン法(コロトコフ法)を用いる場合には、この他にマイクロフォンやノイズセンサ等を内蔵している。
すなわち、空気袋14は、例えば、塩化ビニル,ウレタン、合成ゴム,天然ゴム等の伸縮性を有する材質で形成されている。空気袋14内へは、図1に示す血圧計本体部10内の破線で示すポンプ45の作動により、図2のチューブ4を通じてエアーを供給して上腕Tを圧迫する。また、空気袋14の内圧を一定速度で減圧するため、制御バルブ47にて空気袋14内からエアーを徐々に外へ排気でき、測定を終了したときに、排気バルブ46にて空気袋14内からエアーを外へ急排気できる。
図6は、図2に示すワイヤー12の自動巻き取り部13と腕帯部本体11の上部を示す斜視図である。図7は、ワイヤー12の自動巻き取り部13と腕帯部本体11を図2のB方向から見た平面図である。
図2と図3と図6と図7に示すワイヤー12は、腕帯部本体11の全周方向に沿って螺旋状に複数回巻き付けられており、図2の例ではワイヤー12はほぼ2.5ターン巻かれている。ワイヤー12は伸縮性に乏しい線材、例えば金属製の細い線、プラスチック製の細い線、繊維の細い線等を採用できる。金属製の細い線としては、SUS線、ピアノ線、鉄線等である。ワイヤー12は単線であっても、複数の線を撚った撚り線であっても良い。
さらに、線材は、所定幅を有する長いベルト状部材であってもよい。線材を幅のある部材で形成する場合には、線材と腕帯部本体11の接触面積が大きくなるので、滑り抵抗が増加するものの、断面積が円形であるワイヤーよりも剛性を上げる利点がある。
ワイヤー12の配置経路を詳細に説明する。図2と図3に示すように、ワイヤー12の始点50は、ケース本体60Aの開口60Cを通してケース本体60Aの外側に導き出されている。ワイヤー12は、図2に示す始点50から矢印S1方向に向けて、破線で示すように、外布16の外周面とカバー部材19の内面との間を通り、図3の矢印S2で示すように図3の外布16の穴16Hを通過して外布16の内面とバッキング15の外面との間を通過する。そして、ワイヤー12は図2と図3に示す外布16の通し穴52から外布16の外周面に出る。
さらに、この通し穴53から外布16の外側に出たワイヤー12は、図3の矢印S4で示すように外布16の外周面とカバー部材19の内周面の間を通り、最後に図3に示すように、ワイヤー12の終点51は、図3に示すようにバッキング材15の第1端部15Aに連結されている。
図8は、自動巻き取り部13の一部を拡大して示す平面図である。
図6と図7に示すように、自動巻き取り部13は、自動巻き上げ機構部ともいい、図示例では腕帯部本体11の外布16の外周面の適所、例えば上部に搭載されている。自動巻き取り部13は、ケース60と、電動モータ61と、ウォームギア62と、ウォームホイール63と、巻き取り部材64と、軸受け65を有する。電動モータ61は、図2に示す有線3により血圧計本体部10に電気的に接続されている。
また、ウォームギアが何回転して巻上げを終了したのかを計測し記録するため、ウォームギアの軸の外面に貼った反射板に正対する位置に、フォトリフレクタ161が設置させている。フォトリフレクタ161は、駆動部を介して、制御システムに接続されている。
図7に示すように、取り付け部66は板状の部材であり、ケース本体60Aと一体に成形されており、第1取り付け端部66Aと第2取り付け端部66Bを有している。ケース本体60Aは、第1取り付け端部66Aと第2取り付け端部66Bにより、腕帯部本体11に対して固定されている。
図9の破線で示すように、血圧計本体部は、空気袋14内(腕帯部)の圧力信号に重畳している脈波を検出する脈波検出部205と、加圧システム151と、排気システム52と、圧力検出システム53と、電源システム54と、音声システム55と、制御システム56とを有する。
すなわち、圧力信号は腕帯部(空気袋14)から配管により圧力センサ−164にて検出され、増幅および周波数的に帯域宣言フィルタ(ノイズカットフィルター)によりノイズ弁別され、A/D変換器にてデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号はさらに、制御システム(CPU)にて、デジタルフィルタにて周波数的に弁別され、腕帯部の圧力信号と脈波信号とに分離される。
腕帯部2に収納された空気袋14をポンプで加圧することにより、使用者(測定者)の上腕を圧迫して血管内の血流を止めた後に減圧し、腕帯部2の空気袋14内の圧力に重畳している脈波の振幅変化を検出する。脈波の振幅変化は減圧に従い徐々に大きくなり、最大値を迎え、その後徐々に小さくなりほぼ、一定となる変化をする。この変化は、腕帯部2の空気袋14下の血管が圧閉されている状態から、空気袋14の減圧により徐々に開き、腕帯部下の血管容積の増加にともない脈波振幅が大きくなり、そして、血管が最大に開きそして圧閉する血管容積の変化が最も大きい状況になる。この時点が脈波振幅の最大値となる時点である。さらに空気袋14の圧力が減圧すると空気袋14のエッジ効果(空気袋14の血管圧迫力は空気袋14の中央で基も最も高く、空気袋14の端に向かい減少し空気袋14の端でゼロになる現象)により血管の圧閉血管容積変化が減少し、この血管容積変化により生じる脈波振幅は徐々に減少する。最低血圧(拡張期血圧)以下になると、血管の圧閉はなくなるのでさらに脈波振幅は減少し、さらに減圧が進むと、血管の潰れ方も小さくなるので脈波振幅は小さく去りほぼ一定となる。最高血圧と最低血圧の求め方は、経験的に、脈波振幅の大きさが、最高血圧は脈波振幅最大値の約50%、最低血圧は脈波振幅最大値の60%の腕帯部圧力値に等しくなる。減圧過程において、脈波検出を行い、脈波が検出されたら、脈波の振幅値とそのときの腕帯部圧力を測定し、ペアにして記憶する。これを脈波が検出されるごとに繰り返す。脈波振幅が増加傾向より減少が検出した時点で、脈波振幅の最大値を検出し、さらに、記録された脈波振幅と腕帯部圧値のペアより、脈波振幅の最大値の50%に最も近い脈波振幅値とペアになっている腕帯部圧値を最高血圧値として決定する。さらに減圧過程で脈波検出し、脈波振幅そのときの腕帯部圧値をペアで記録し続ける。脈波振幅値が脈波振幅の最大値の60%以下にはじめてなった脈波が出現したときの腕帯部圧を最低血圧と決定したら血圧測定を終了する。さらに、検出した脈波数と測定時間から脈拍数を演算する。
電子血圧計1では、腕帯部2の腕への巻きつけ具合を適当なものにするため、巻上げ前に腕帯部2の空気袋14内に空気を少量注入する(数秒間ポンプを駆動する。)ためポンプ44,45で加圧する。その後、後述するワイヤー(線材)12での巻き上げ、腕帯部2の空気袋14内圧が5mmHgになったら巻き上げ動作を停止する。
その後、制御バルブ47と排気バルブ46を圧閉し、ポンプ44,45により、通常、使用者(測定者)の最高血圧よりも約30から40mmHg程度高い圧力まで加圧を行う。この加圧設定値は予め設定されている場合と、加圧途中で前記脈波振幅を検出し、脈波振幅が増加から減少に変化したことを検出し、大まかに腕帯部圧が最高血圧以上になったことを予測し、加圧を停止する場合がある。
使用者の最高血圧値以上に加圧終了後、圧力信号を検出し、制御バルブ47を駆動部66の制御によりコントロールして一定速度で排気して減圧しつつ圧力センサ164を用いて腕帯部2内の空気袋14の圧力を検出すると同時に、腕帯部2内の空気袋14の圧に重畳している脈波振幅を脈派検出部205で検出して最高血圧値と最低血圧値および脈拍数を算出し、算出した最高血圧値と最低血圧値、脈拍数を表示部31に表示できる。
図10は、本発明の電子血圧計による血圧測定手順例を示す図である。
図10に示すステップS1では、図1に示すように使用者(測定者)の上腕Tを腕帯部本体11の挿入開口11Pに挿入する。これにより、図3に示すように上腕Tの全周囲は、空気袋14により覆われる。
図10のステップS2では、測定者は図1の電子血圧計本体部10の開始/停止ボタン37を押す。これにより、回路基板48の制御システム56の指令により、排気バルブ46、制御バルブ47が閉じて空気袋14は密閉され、空気袋14内には、図1の電子血圧計本体部10のポンプ45を数秒間駆動し、微量エアーが供給する(図10のステップS3における予備加圧)。
さらに、図2に示すように、ワイヤー12は腕帯部本体11の全周方向に沿って押さえられるように少しずつずれるようにしてほぼ2回半回すことで配置されている。ワイヤー12は、腕帯部本体11の直径方向Dと直交する軸方向CLに沿ってワイヤー配置位置P1、P2、P3に分散して配置されている。これにより、空気袋14を押さえが弱い腕帯部2の端部まで筒体が広がるのを阻止でき、ワイヤー12を引いて腕帯部本体11の直径を全周囲にわたって均等に小さくすることができる。また、ワイヤー12を戻すことで、腕帯部本体11の直径を全周囲にわたって均等に戻すことができる。
また、ワイヤー12の巻上げ時には、ウォームホイール63の回転数をケース60の内面にあるフォトレフレクタ161(図6、図8に記載)によりカウントし記憶する。
図10のステップS6では、電子血圧計本体部10は血圧の測定を開始し、回路基板48の制御部の指令により、空気袋14内には、図1の電子血圧計本体部10のポンプ44,45からエアーが供給されるので、上腕Tの全周囲は空気袋14により、所定の圧力まで、または、加圧時に検出された脈波振幅によりオシロメトリック法にて、腕帯部圧力、即ち空気袋14の圧力が最高血圧から所定値、例えば30から40mmHg越えたことが検出できたらポンプ44,45による加圧を中止する。
その後、図10のステップS8では、回路基板48の制御システム56の指令により、モータ駆動部61Bを制御して図7に示す電動モータ61を逆回転で駆動して、出力軸8とともにウォームギア62が所定の(測定開始まえに記録した、空気袋が5mmHgになるまでにウォームギア62の回転数)回転数だけ回転して停止する。これにより、ウォームホイール63と巻き取り部材64がH2方向に逆回転して、ワイヤー12が巻き取り部材64により所定の長さだけ巻き戻される。このワイヤー12の巻き戻しの際には、バッキング部材15のバネ性がワイヤー12のたるみをとるように作用してワイヤー12は巻き取り部64から容易に、しかも、両端が重なった状態に確実に巻き戻すことができる。
図1の表示部31は、例えば液晶表示装置の他に、有機EL装置、蛍光表示装置等、特に種類は限定されない。また、表示部31に表示される圧力は、ディフォルトとしてmmHgとしているが、内部スイッチやモード選択ボタン39などで、kPa表示に変更できるようにしてもよい。
図示した本発明の実施形態では、ワイヤー12を自動巻き取り部13により巻き上げる前の状態では空気袋14の端部14Aと空気袋14の他の端部14Bとが重なり合うようになっており、および血圧測定時にワイヤー12を自動巻き取り部13により巻き上げた状態でも空気袋14の端部14Aと空気袋14の他の端部14Bとは重なり合うようにワイヤー12により保持されている。すなわち、空気袋14の端部と空気袋14の他の端部とは常に重なり合うようにワイヤー12により保持されている。
しかし、これに限らず、ワイヤー12を自動巻き取り部13により巻き上げる前の状態では空気袋14の端部14と空気袋14の他の端部14Bとが必ずしも重なり合ってはいないが、血圧測定時にワイヤー12を自動巻き取り部13により巻き上げた状態では空気袋14の端部14Aと空気袋14の他の端部14Bとは重なり合うようにワイヤー12により保持されているようにしても良い。
Claims (6)
- 測定部位を阻血する腕帯部の外側適所に、装置の本体部を配置し、該腕帯部を測定部位に挿入して、血圧を測定する電子血圧計であって、
該腕帯部は、弾性を備えた渦巻形状の帯体をなすバッキング材と、前記バッキング材の内側の全周に配置されている空気袋とを有し、該空気袋を前記上腕に密着させるために、ワイヤーが前記バッキング材の外周に巻き付けられており、前記ワイヤーの一端が前記バッキング材の外側端部に固定されており、かつ、前記ワイヤーの他端が自動巻き取り部に接続されて構成され、前記ワイヤーは、前記空気袋の外周方向に対して、複数周巻き付けて配置されていることを特徴とする電子血圧計。 - 前記ワイヤーは、第1端部と第2端部を有し、前記線材の前記第1端部が前記自動巻き取り部に取り付けられ、前記ワイヤーの前記第2端部が前記空気袋の前記端部に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の電子血圧計。
- 前記ワイヤーは、前記空気袋の直径方向と直交する方向に沿って間隔をおいた複数の位置に配置されていることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の電子血圧計。
- 前記自動巻き取り部は、電動モータと、前記電動モータの出力軸に固定されたウォームギアと、前記ウォームギアに噛み合わされたウォームホイールと、前記ウォームホイールとともに回転し前記ワイヤーの前記第1端部が取り付けられた巻き取り部材とを備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の電子血圧計。
- 前記空気袋の外周面であって前記ワイヤーが当たる位置には案内板が配置されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の電子血圧計。
- 前記外側適所は、視認及び/又は操作可能な該腕帯部の上部であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の電子血圧計。
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