JP3342129B2 - 圧脈波センサ - Google Patents
圧脈波センサInfo
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
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- A61B5/02108—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics
- A61B5/02116—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics of pulse wave amplitude
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0247—Pressure sensors
-
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/04—Arrangements of multiple sensors of the same type
- A61B2562/043—Arrangements of multiple sensors of the same type in a linear array
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動脈内の圧脈波を検出
するために生体に押圧される圧脈波センサに関するもの
である。
するために生体に押圧される圧脈波センサに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】生体に押圧される押圧面に凸部が形成さ
れ、その凸部の先端面に動脈から発生する圧脈波を検出
するための圧力検出素子が設けられた形式の圧脈波セン
サが知られている。このような圧脈波センサにおいて
は、本出願人が先に出願して公開された特願平１−３２
６８８４４号（特開平３−１８６２４７号公報）或いは
特願平２−１８０２５９号（特開平４−６７８３９号公
報）等に開示されるように、上記先端面の圧力検出素子
およびそれに接続されているケーブルを保護すると共
に、押圧時に凸部の端縁の角に起因して生体に生じる痛
みを緩和する目的で、エポキシ樹脂やシリコン樹脂或い
はシリコンゴム等から成る弾性保護層が、凸部の押圧面
全体を覆い且つ押圧面から滑らかに傾斜した傾斜面を形
成している。この圧脈波センサを用いて血圧値を測定す
るに際しては、目的とする動脈、例えば橈骨動脈などが
上記凸部によってその一部が平坦になるように押圧さ
れ、動脈から伝達される圧力が上記圧力検出素子によっ
て検出される。
れ、その凸部の先端面に動脈から発生する圧脈波を検出
するための圧力検出素子が設けられた形式の圧脈波セン
サが知られている。このような圧脈波センサにおいて
は、本出願人が先に出願して公開された特願平１−３２
６８８４４号（特開平３−１８６２４７号公報）或いは
特願平２−１８０２５９号（特開平４−６７８３９号公
報）等に開示されるように、上記先端面の圧力検出素子
およびそれに接続されているケーブルを保護すると共
に、押圧時に凸部の端縁の角に起因して生体に生じる痛
みを緩和する目的で、エポキシ樹脂やシリコン樹脂或い
はシリコンゴム等から成る弾性保護層が、凸部の押圧面
全体を覆い且つ押圧面から滑らかに傾斜した傾斜面を形
成している。この圧脈波センサを用いて血圧値を測定す
るに際しては、目的とする動脈、例えば橈骨動脈などが
上記凸部によってその一部が平坦になるように押圧さ
れ、動脈から伝達される圧力が上記圧力検出素子によっ
て検出される。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】ところが、上記目的とする動
脈の近辺には比較的硬質の骨や腱が存在する。そのた
め、血圧値を測定するために必要な押圧力で圧脈波セン
サが押圧されると、その骨や腱からの比較的高い圧力、
および皮膚との摩擦による引張が凸部の側方に位置する
弾性保護層に作用し、その弾性保護層を介して凸部の先
端面の弾性保護層に伝達されてその圧力を高め、圧力検
出素子によって検出される。そのため、圧脈波センサに
よって検出される血圧値には、上記圧力に起因する誤差
が含まれることになり、正確な血圧値が得られなかっ
た。
脈の近辺には比較的硬質の骨や腱が存在する。そのた
め、血圧値を測定するために必要な押圧力で圧脈波セン
サが押圧されると、その骨や腱からの比較的高い圧力、
および皮膚との摩擦による引張が凸部の側方に位置する
弾性保護層に作用し、その弾性保護層を介して凸部の先
端面の弾性保護層に伝達されてその圧力を高め、圧力検
出素子によって検出される。そのため、圧脈波センサに
よって検出される血圧値には、上記圧力に起因する誤差
が含まれることになり、正確な血圧値が得られなかっ
た。
【０００４】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、その目的は、骨や腱からの圧力の影響
を低減し得る圧脈波センサを提供することにある。
たものであって、その目的は、骨や腱からの圧力の影響
を低減し得る圧脈波センサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
めに、本発明の要旨とするところは、生体に押圧される
押圧面に凸部が形成され、その凸部の先端面に動脈から
発生する圧脈波を検出するための半導体圧力検出素子が
設けられ、且つその半導体圧力検出素子の先端面が弾性
保護層により覆われた形式の圧脈波センサであって、前
記凸部の側部に沿って、前記半導体圧力検出素子の先端
面を覆う弾性保護層と略同一高さの硬質部材が立設され
ることにより、その弾性保護層がその半導体圧力検出素
子の先端面上において独立に設けられていることにあ
る。
めに、本発明の要旨とするところは、生体に押圧される
押圧面に凸部が形成され、その凸部の先端面に動脈から
発生する圧脈波を検出するための半導体圧力検出素子が
設けられ、且つその半導体圧力検出素子の先端面が弾性
保護層により覆われた形式の圧脈波センサであって、前
記凸部の側部に沿って、前記半導体圧力検出素子の先端
面を覆う弾性保護層と略同一高さの硬質部材が立設され
ることにより、その弾性保護層がその半導体圧力検出素
子の先端面上において独立に設けられていることにあ
る。
【０００６】
【作用および発明の効果】このようにすれば、半導体圧
力検出素子の先端面に弾性保護層が独立して設けられ、
硬質部材が凸部および弾性保護層の側部に位置させられ
る。そのため、血圧測定に際して圧脈波センサを生体の
一部に押圧したとき、動脈の近辺の骨や腱から圧脈波セ
ンサの側部に与えられる比較的高い圧力や皮膚との摩擦
による引張は、容易に変形しない硬質部材のみが受け、
半導体圧力検出素子の先端面の弾性保護層には伝達され
ない。したがって、血圧測定に際して動脈の近辺の骨や
腱からの圧力の影響を低減し得て、正確な血圧値を得る
ことが可能になる。
力検出素子の先端面に弾性保護層が独立して設けられ、
硬質部材が凸部および弾性保護層の側部に位置させられ
る。そのため、血圧測定に際して圧脈波センサを生体の
一部に押圧したとき、動脈の近辺の骨や腱から圧脈波セ
ンサの側部に与えられる比較的高い圧力や皮膚との摩擦
による引張は、容易に変形しない硬質部材のみが受け、
半導体圧力検出素子の先端面の弾性保護層には伝達され
ない。したがって、血圧測定に際して動脈の近辺の骨や
腱からの圧力の影響を低減し得て、正確な血圧値を得る
ことが可能になる。
【０００７】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面を参照して
説明する。
説明する。
【０００８】図１は、本発明の一実施例である圧脈波セ
ンサ１０が適用された脈波検出装置１２の一例である。
図において、１４は一方向において開口するハウジング
であり、その開口端が人体の体表面（皮膚）１６に対向
する状態で装着バンド１８により手首２０に装着されて
いる。ハウジング１４の内部には、ダイヤフラム２２を
介して圧脈波センサ１０が相対移動可能且つハウジング
１４の開口端からの突き出し可能に設けられており、こ
れらハウジング１４およびダイヤフラム２２等によって
圧力室２４が形成されている。圧力室２４内には、流体
供給源２６から調圧弁２８を経て圧力エア等の圧力流体
が供給されるようになっており、これにより、圧脈波セ
ンサ１０はその圧力室２４内の圧力に応じた押圧力で体
表面１６に押圧される。
ンサ１０が適用された脈波検出装置１２の一例である。
図において、１４は一方向において開口するハウジング
であり、その開口端が人体の体表面（皮膚）１６に対向
する状態で装着バンド１８により手首２０に装着されて
いる。ハウジング１４の内部には、ダイヤフラム２２を
介して圧脈波センサ１０が相対移動可能且つハウジング
１４の開口端からの突き出し可能に設けられており、こ
れらハウジング１４およびダイヤフラム２２等によって
圧力室２４が形成されている。圧力室２４内には、流体
供給源２６から調圧弁２８を経て圧力エア等の圧力流体
が供給されるようになっており、これにより、圧脈波セ
ンサ１０はその圧力室２４内の圧力に応じた押圧力で体
表面１６に押圧される。
【０００９】上記圧脈波センサ１０は、図２に示すよう
に、例えば単結晶シリコン等から成る半導体チップの先
端面３０に感圧ダイオード等の多数（例えば３０個）の
圧力検出素子３２が一方向に配列されて成るものであっ
て、その配列方向が橈骨動脈３４と略直交するように押
圧されることにより、橈骨動脈３４から発生して体表面
１６に伝達される圧力振動波すなわち圧脈波を検出す
る。各圧力検出素子３２の配列方向の間隔は、橈骨動脈
３４上に必要且つ充分な数の圧力検出素子３２が配置さ
れるように充分小さくされていると共に、圧力検出素子
３２の配列長さは、橈骨動脈３４の径寸法より必要且つ
充分に大きくされている。各圧力検出素子３２から出力
された電気信号、すなわち、上記圧脈波を表す脈波信号
ＳＭは制御装置３６に供給される。
に、例えば単結晶シリコン等から成る半導体チップの先
端面３０に感圧ダイオード等の多数（例えば３０個）の
圧力検出素子３２が一方向に配列されて成るものであっ
て、その配列方向が橈骨動脈３４と略直交するように押
圧されることにより、橈骨動脈３４から発生して体表面
１６に伝達される圧力振動波すなわち圧脈波を検出す
る。各圧力検出素子３２の配列方向の間隔は、橈骨動脈
３４上に必要且つ充分な数の圧力検出素子３２が配置さ
れるように充分小さくされていると共に、圧力検出素子
３２の配列長さは、橈骨動脈３４の径寸法より必要且つ
充分に大きくされている。各圧力検出素子３２から出力
された電気信号、すなわち、上記圧脈波を表す脈波信号
ＳＭは制御装置３６に供給される。
【００１０】図３は、上記圧脈波センサ１０の断面構造
を示す図である。圧脈波センサ１０は、前記ダイヤフラ
ム２２の中央部に固定される例えばプラスチック製のセ
ンサヘッドケース３８と、回路膜４０が一面に固着さ
れ、他面において接着層４２を介してセンサヘッドケー
ス３８の中央凹部内に固定された例えばセラミック製の
板部材４４と、この板部材４４の中央部に固定された直
方体状のスペーサ４６と、このスペーサ４６に接着され
たセンサチップ４８と、回路膜４０やその接続部分を保
護するためにセンサヘッドケース３８に接着された金属
製の保護プレート５０と、図４の斜視図に示すように全
体が厚肉角筒状に形成されてスペーサ４６およびセンサ
チップ４８が位置させられる角穴５２を有すると共に押
圧面５４に対して所定の角度を成すテーパ面５６を備
え、スペーサ４６およびセンサチップ４８と保護プレー
ト５０との間の位置において板部材４４の一面に固着さ
れた、例えばセラミック製或いは硬質樹脂製のスタジア
ム５８等を備えている。上記スペーサ４６は、電気的絶
縁体として取り扱われ得るように少なくとも表面が絶縁
処理された物質、例えばプラスチックやアルマイト処理
されたアルミニウムが用いられる。上記回路膜４０が固
着された板部材４４は、センサチップ４８から外部の測
定装置本体に至る電気的接続の中継回路であり、必要に
応じてマルチプレクサ、プリアンプ、レギュレータ等の
能動素子が設けられると同時に、センサチップ４８を機
械的に支持するための部材としても機能しているもので
ある。なお、本実施例においては、上記スペーサ４６お
よびセンサチップ４８が凸部を構成し、スタジアム５８
のテーパ面５６は、凸部の先端面３０の端縁の角に起因
して、脈波検出装置１２が装着された生体に苦痛が与え
られることを防止する目的で設けられている。また、本
実施例においてはスタジアム５８が硬質部材に相当す
る。
を示す図である。圧脈波センサ１０は、前記ダイヤフラ
ム２２の中央部に固定される例えばプラスチック製のセ
ンサヘッドケース３８と、回路膜４０が一面に固着さ
れ、他面において接着層４２を介してセンサヘッドケー
ス３８の中央凹部内に固定された例えばセラミック製の
板部材４４と、この板部材４４の中央部に固定された直
方体状のスペーサ４６と、このスペーサ４６に接着され
たセンサチップ４８と、回路膜４０やその接続部分を保
護するためにセンサヘッドケース３８に接着された金属
製の保護プレート５０と、図４の斜視図に示すように全
体が厚肉角筒状に形成されてスペーサ４６およびセンサ
チップ４８が位置させられる角穴５２を有すると共に押
圧面５４に対して所定の角度を成すテーパ面５６を備
え、スペーサ４６およびセンサチップ４８と保護プレー
ト５０との間の位置において板部材４４の一面に固着さ
れた、例えばセラミック製或いは硬質樹脂製のスタジア
ム５８等を備えている。上記スペーサ４６は、電気的絶
縁体として取り扱われ得るように少なくとも表面が絶縁
処理された物質、例えばプラスチックやアルマイト処理
されたアルミニウムが用いられる。上記回路膜４０が固
着された板部材４４は、センサチップ４８から外部の測
定装置本体に至る電気的接続の中継回路であり、必要に
応じてマルチプレクサ、プリアンプ、レギュレータ等の
能動素子が設けられると同時に、センサチップ４８を機
械的に支持するための部材としても機能しているもので
ある。なお、本実施例においては、上記スペーサ４６お
よびセンサチップ４８が凸部を構成し、スタジアム５８
のテーパ面５６は、凸部の先端面３０の端縁の角に起因
して、脈波検出装置１２が装着された生体に苦痛が与え
られることを防止する目的で設けられている。また、本
実施例においてはスタジアム５８が硬質部材に相当す
る。
【００１１】上記センサチップ４８は、ガラスなどの比
較的剛性の高いバックアップ板６０と、このバックアッ
プ板６０の一面に接着されたシリコン単結晶板等から成
る半導体チップ６２とから構成されている。スペーサと
しても機能する上記バックアップ板６０には、スペーサ
４６、板部材４４およびセンサヘッドケース３８の中央
穴６４，６６，６８を通して半導体チップ６２の裏面
（バックアップガラス６０側）に大気圧を導くための貫
通穴７０が設けられている。上記半導体チップ６２は、
３００μｍ程度の厚みを備えており、その裏面には長手
状の凹陥部７２が形成されることにより、厚みが数乃至
十数μｍの薄肉部７４が長手状に形成されている。前記
圧力検出素子３２は、不純物の拡散や注入等の良く知ら
れた半導体製造手法により、この薄肉部７４に形成され
たものである。前記の板部材４４上の回路膜４０と上記
圧力検出素子３２とは、スタジアム５８と板部材４４お
よびスペーサ４６との間においてスタジアム５８の図示
しない凹所に屈曲して備えられた、図では回路膜４０側
の端部のみを示す可撓性を備えた所謂フレキシブルフラ
ットケーブル７６によって電気的に接続されている。な
お、半導体チップ６２上には、圧力検出素子３２を保護
するためのシリコンゴムから成る弾性保護層７８が形成
されており、この弾性保護層７８の表面とスタジアム５
８の先端面（図３における最下部）とは略同一平面上に
位置させられている。
較的剛性の高いバックアップ板６０と、このバックアッ
プ板６０の一面に接着されたシリコン単結晶板等から成
る半導体チップ６２とから構成されている。スペーサと
しても機能する上記バックアップ板６０には、スペーサ
４６、板部材４４およびセンサヘッドケース３８の中央
穴６４，６６，６８を通して半導体チップ６２の裏面
（バックアップガラス６０側）に大気圧を導くための貫
通穴７０が設けられている。上記半導体チップ６２は、
３００μｍ程度の厚みを備えており、その裏面には長手
状の凹陥部７２が形成されることにより、厚みが数乃至
十数μｍの薄肉部７４が長手状に形成されている。前記
圧力検出素子３２は、不純物の拡散や注入等の良く知ら
れた半導体製造手法により、この薄肉部７４に形成され
たものである。前記の板部材４４上の回路膜４０と上記
圧力検出素子３２とは、スタジアム５８と板部材４４お
よびスペーサ４６との間においてスタジアム５８の図示
しない凹所に屈曲して備えられた、図では回路膜４０側
の端部のみを示す可撓性を備えた所謂フレキシブルフラ
ットケーブル７６によって電気的に接続されている。な
お、半導体チップ６２上には、圧力検出素子３２を保護
するためのシリコンゴムから成る弾性保護層７８が形成
されており、この弾性保護層７８の表面とスタジアム５
８の先端面（図３における最下部）とは略同一平面上に
位置させられている。
【００１２】図１に戻って、前記制御装置３６は、ＣＰ
Ｕ８０、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８４等から成るマイクロコ
ンピュータを備えて構成されている。ＣＰＵ８０は、Ｒ
ＯＭ８２に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ８
４の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行し、圧力室２
４内の昇圧過程で得られる脈波信号ＳＭに基づいて圧脈
波センサ１０の最適押圧力および全圧力検出素子３２の
うちの最適圧力検出素子３２ａをそれぞれ決定すると共
に、調圧弁２８に圧力信号ＳＤを送ってその最適押圧力
に維持して最適圧力検出素子３２ａにより圧脈波を逐次
検出し、検出した圧脈波を表示・記録装置８６に出力信
号ＳＩを送って表示させ且つ記録させる一方、最適押圧
力に維持した後に、全圧力検出素子３２から得られた各
圧脈波の最低値を圧力検出素子３２の配列方向において
結ぶ最低値トノグラム曲線を逐次決定すると共に、その
最低値トノグラム曲線の経時的な変化に基づいて圧脈波
センサ１０の体表面１６に対する押圧状態が適切である
か否かを判定し、圧脈波センサ１０の押圧状態が体動等
により変化して適切でないと判定されたときには、圧脈
波センサ１０の最適押圧力を再び決定してその決定した
最適押圧力に維持する。なお、上記制御装置３６は、生
体の上腕部８８等に巻回されたカフ９０にも接続されて
おり、上記脈波信号ＳＭには、カフ９０から送られる血
圧値信号ＳＫに基づいてキャリブレーションが実施され
る。また、図示はしないが、圧力室２４内の圧力を検出
する圧力センサが設けられており、その圧力センサから
出力された圧力信号が制御装置３６に供給されるように
なっている。また、図１において、９２は橈骨、９４は
腱である。
Ｕ８０、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８４等から成るマイクロコ
ンピュータを備えて構成されている。ＣＰＵ８０は、Ｒ
ＯＭ８２に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ８
４の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行し、圧力室２
４内の昇圧過程で得られる脈波信号ＳＭに基づいて圧脈
波センサ１０の最適押圧力および全圧力検出素子３２の
うちの最適圧力検出素子３２ａをそれぞれ決定すると共
に、調圧弁２８に圧力信号ＳＤを送ってその最適押圧力
に維持して最適圧力検出素子３２ａにより圧脈波を逐次
検出し、検出した圧脈波を表示・記録装置８６に出力信
号ＳＩを送って表示させ且つ記録させる一方、最適押圧
力に維持した後に、全圧力検出素子３２から得られた各
圧脈波の最低値を圧力検出素子３２の配列方向において
結ぶ最低値トノグラム曲線を逐次決定すると共に、その
最低値トノグラム曲線の経時的な変化に基づいて圧脈波
センサ１０の体表面１６に対する押圧状態が適切である
か否かを判定し、圧脈波センサ１０の押圧状態が体動等
により変化して適切でないと判定されたときには、圧脈
波センサ１０の最適押圧力を再び決定してその決定した
最適押圧力に維持する。なお、上記制御装置３６は、生
体の上腕部８８等に巻回されたカフ９０にも接続されて
おり、上記脈波信号ＳＭには、カフ９０から送られる血
圧値信号ＳＫに基づいてキャリブレーションが実施され
る。また、図示はしないが、圧力室２４内の圧力を検出
する圧力センサが設けられており、その圧力センサから
出力された圧力信号が制御装置３６に供給されるように
なっている。また、図１において、９２は橈骨、９４は
腱である。
【００１３】以上のように構成された脈波検出装置１２
は、図示しない起動スイッチがＯＮ操作されると、調圧
弁２８が制御されて圧力室２４内に圧力流体が供給さ
れ、圧力室２４内が予め定められた一定圧（例えば２５
０mmHg程度の圧力）に達するまで緩やかに昇圧させられ
る。斯かる徐速昇圧過程においては、圧脈波センサ１０
の各圧力検出素子３２から出力される脈波信号ＳＭが圧
力室２４内の圧力を示す前記圧力信号と共に逐次読み込
まれて、各圧力検出素子３２からの脈波信号ＳＭが表す
圧脈波の振幅がそれぞれ算出され、最大振幅の圧脈波を
検出した圧力検出素子３２が最適圧力検出素子３２ａと
して決定され且つ最大振幅の圧脈波が検出されたときの
圧脈波センサ１０の押圧力が最適押圧力として決定され
る。その後、圧脈波センサ１０の押圧力がこの最適押圧
力に維持された状態で、圧脈波が逐次検出され且つ記憶
され、表示・記録装置８６に表示され且つ記録される。
圧脈波センサ１０の押圧力が最適押圧力にされた後、所
定回数（例えば８拍）の圧脈波が検出されると、各圧力
検出素子３２毎に圧脈波の最低値の平均値がそれぞれ決
定される。図５のグラフに示される実線は、このように
して決定された各圧力検出素子３２毎の圧脈波最低値の
平均値を結んで得た、最低値トノグラム曲線であり、矢
印の位置にある圧力検出素子３２が最適圧力検出素子３
２ａに相当する。
は、図示しない起動スイッチがＯＮ操作されると、調圧
弁２８が制御されて圧力室２４内に圧力流体が供給さ
れ、圧力室２４内が予め定められた一定圧（例えば２５
０mmHg程度の圧力）に達するまで緩やかに昇圧させられ
る。斯かる徐速昇圧過程においては、圧脈波センサ１０
の各圧力検出素子３２から出力される脈波信号ＳＭが圧
力室２４内の圧力を示す前記圧力信号と共に逐次読み込
まれて、各圧力検出素子３２からの脈波信号ＳＭが表す
圧脈波の振幅がそれぞれ算出され、最大振幅の圧脈波を
検出した圧力検出素子３２が最適圧力検出素子３２ａと
して決定され且つ最大振幅の圧脈波が検出されたときの
圧脈波センサ１０の押圧力が最適押圧力として決定され
る。その後、圧脈波センサ１０の押圧力がこの最適押圧
力に維持された状態で、圧脈波が逐次検出され且つ記憶
され、表示・記録装置８６に表示され且つ記録される。
圧脈波センサ１０の押圧力が最適押圧力にされた後、所
定回数（例えば８拍）の圧脈波が検出されると、各圧力
検出素子３２毎に圧脈波の最低値の平均値がそれぞれ決
定される。図５のグラフに示される実線は、このように
して決定された各圧力検出素子３２毎の圧脈波最低値の
平均値を結んで得た、最低値トノグラム曲線であり、矢
印の位置にある圧力検出素子３２が最適圧力検出素子３
２ａに相当する。
【００１４】ところで、上記圧脈波の測定においては、
前述のように圧脈波センサ１０が体表面１６に向かって
押圧されるが、橈骨動脈３４に近接して橈骨９２或いは
腱９４が存在するため、圧脈波センサ１０は橈骨９２或
いは腱９４から上記押圧に基づく圧力を斜め方向から受
ける。このとき、従来の圧脈波センサにおいては、テー
パ面５６が半導体チップ６２を保護する弾性保護層７８
と同じシリコンゴムにより一体的に形成されており、そ
れが恰も流体の如く挙動するため、テーパ面５６に上記
圧力が働いたり、テーパ面５６が体表面（皮膚）１６と
の摩擦により引っ張られたりすると弾性保護層７８に圧
力が伝達されて、圧力検出素子３２に更に圧力が加えら
れることになる。そのため、図５のグラフにおいて破線
で示されるように、従来の場合の最低値トノグラム曲線
は、橈骨動脈３４からの圧脈波のみに対応する値より
も、上記圧力に基づく値だけ大きな値となる。この傾向
は、テーパ面５６に近い周辺部（Ｎｏ．０近傍およびＮ
ｏ．２９近傍）の圧力検出素子３２において顕著とな
る。そのため、検出された脈波信号ＳＭを上記圧力に起
因する値だけ補正する必要があったが、その補正値の算
出或いは推定は技術的に困難な部分が多く、正確な血圧
値が得られなかったのである。これに対して、本実施例
の圧脈波センサ１０においては、セラミック製或いは硬
質樹脂製の剛性の高いスタジアム５８が、凸部の先端面
３０を覆う弾性保護層７８とは独立して、弾性保護層７
８を含む凸部の先端までの側面を覆ってその側部に備え
られている。そのため、上記のような斜め方向からの圧
力はテーパ面５６のみが受けると共に、スタジアム５８
は変形し難いため、その圧力は圧力検出素子３２に伝達
されず、図５の実線に示すような橈骨動脈３４からの圧
脈波のみに対応する圧脈波最低値トノグラム曲線が得ら
れる。したがって、上述のような補正が不要であり、正
確な血圧値が得られるのである。
前述のように圧脈波センサ１０が体表面１６に向かって
押圧されるが、橈骨動脈３４に近接して橈骨９２或いは
腱９４が存在するため、圧脈波センサ１０は橈骨９２或
いは腱９４から上記押圧に基づく圧力を斜め方向から受
ける。このとき、従来の圧脈波センサにおいては、テー
パ面５６が半導体チップ６２を保護する弾性保護層７８
と同じシリコンゴムにより一体的に形成されており、そ
れが恰も流体の如く挙動するため、テーパ面５６に上記
圧力が働いたり、テーパ面５６が体表面（皮膚）１６と
の摩擦により引っ張られたりすると弾性保護層７８に圧
力が伝達されて、圧力検出素子３２に更に圧力が加えら
れることになる。そのため、図５のグラフにおいて破線
で示されるように、従来の場合の最低値トノグラム曲線
は、橈骨動脈３４からの圧脈波のみに対応する値より
も、上記圧力に基づく値だけ大きな値となる。この傾向
は、テーパ面５６に近い周辺部（Ｎｏ．０近傍およびＮ
ｏ．２９近傍）の圧力検出素子３２において顕著とな
る。そのため、検出された脈波信号ＳＭを上記圧力に起
因する値だけ補正する必要があったが、その補正値の算
出或いは推定は技術的に困難な部分が多く、正確な血圧
値が得られなかったのである。これに対して、本実施例
の圧脈波センサ１０においては、セラミック製或いは硬
質樹脂製の剛性の高いスタジアム５８が、凸部の先端面
３０を覆う弾性保護層７８とは独立して、弾性保護層７
８を含む凸部の先端までの側面を覆ってその側部に備え
られている。そのため、上記のような斜め方向からの圧
力はテーパ面５６のみが受けると共に、スタジアム５８
は変形し難いため、その圧力は圧力検出素子３２に伝達
されず、図５の実線に示すような橈骨動脈３４からの圧
脈波のみに対応する圧脈波最低値トノグラム曲線が得ら
れる。したがって、上述のような補正が不要であり、正
確な血圧値が得られるのである。
【００１５】また、本実施例によれば、測定中に体動が
生じて橈骨９２或いは腱９４、および体表面（皮膚）１
６から圧脈波センサ１０に働く圧力が変化した場合に
も、その圧力の変化は圧力検出素子３２に伝達されな
い。したがって、上記実施例のようにカフ９０を併用し
て、血圧値信号ＳＫにより圧脈波信号ＳＭのキャリブレ
ーションが実施されるように構成されている場合にも、
少々の体動ではキャリブレーションが起動せず、連続的
な血圧測定が妨げられない。
生じて橈骨９２或いは腱９４、および体表面（皮膚）１
６から圧脈波センサ１０に働く圧力が変化した場合に
も、その圧力の変化は圧力検出素子３２に伝達されな
い。したがって、上記実施例のようにカフ９０を併用し
て、血圧値信号ＳＫにより圧脈波信号ＳＭのキャリブレ
ーションが実施されるように構成されている場合にも、
少々の体動ではキャリブレーションが起動せず、連続的
な血圧測定が妨げられない。
【００１６】また、上記圧脈波センサ１０を用いた脈波
検出装置１２を用いると、上述のように正確な血圧値が
得られ、また、少々の体動が生じた場合にも圧脈波信号
ＳＭに変動が生じない。したがって、従来の圧脈波検出
装置においてはキャリブレーションの必要性からカフ９
０の併用が必須であったが、本実施例の圧脈波センサ１
０を用いる場合には、必ずしもカフ９０の併用が必要で
はなく、血圧測定がなされる生体への負担が軽減され
る。
検出装置１２を用いると、上述のように正確な血圧値が
得られ、また、少々の体動が生じた場合にも圧脈波信号
ＳＭに変動が生じない。したがって、従来の圧脈波検出
装置においてはキャリブレーションの必要性からカフ９
０の併用が必須であったが、本実施例の圧脈波センサ１
０を用いる場合には、必ずしもカフ９０の併用が必要で
はなく、血圧測定がなされる生体への負担が軽減され
る。
【００１７】図６は、本発明の他の実施例である圧脈波
センサ９６の断面構造を示す図である。この圧脈波セン
サ９６は、前述の圧脈波センサ１０と略同様な構造とさ
れており、共通する部分には同一の符号を付してその説
明を省略する。本実施例においては、スタジアム５８に
代えて、図７に示す角筒状のシャットアウトプレート９
８が、スペーサ４６およびセンサチップ４８から構成さ
れる凸部の側面を覆った状態でその一端が板部材４４の
一面に固着されている。このシャットアウトプレート９
８は、スタジアム５８と同様に例えばセラミックス或い
は硬質樹脂などからなるものである。また、シャットア
ウトプレート９８と保護プレート５０との間は、弾性保
護層７８と同じシリコンゴム１００が充填されており、
シャットアウトプレート９８の先端面と保護プレート５
０との間に、前記のスタジアム５８のテーパ面５６と同
様なテーパ面１０２が形成されている。本実施例におい
ても、シャットアウトプレート９８が剛性の高いセラミ
ックス或いは硬質樹脂から構成され、弾性保護層７８を
含む凸部の先端までの側面を覆っており、テーパ面１０
２を備えたシリコンゴム１００と弾性保護層７８とがシ
ャットアウトプレート９８を間にして独立して備えられ
ている。そのため、前述のような橈骨９２或いは腱９４
による斜め方向からの圧力および体表面（皮膚）１６と
の摩擦による引張はテーパ面１０２のみが受けると共
に、その圧力によってシリコンゴム１００が変形させら
れた場合にも、シャットアウトプレート９８によって弾
性保護層７８へのその圧力の伝達が阻止される。したが
って、橈骨９２や腱９４等に影響されない圧脈波が検出
されて、正確な血圧値を得ることが可能となる。なお、
以上の説明から明らかなように、本実施例においては、
上記シャットアウトプレート９８が硬質部材に相当す
る。
センサ９６の断面構造を示す図である。この圧脈波セン
サ９６は、前述の圧脈波センサ１０と略同様な構造とさ
れており、共通する部分には同一の符号を付してその説
明を省略する。本実施例においては、スタジアム５８に
代えて、図７に示す角筒状のシャットアウトプレート９
８が、スペーサ４６およびセンサチップ４８から構成さ
れる凸部の側面を覆った状態でその一端が板部材４４の
一面に固着されている。このシャットアウトプレート９
８は、スタジアム５８と同様に例えばセラミックス或い
は硬質樹脂などからなるものである。また、シャットア
ウトプレート９８と保護プレート５０との間は、弾性保
護層７８と同じシリコンゴム１００が充填されており、
シャットアウトプレート９８の先端面と保護プレート５
０との間に、前記のスタジアム５８のテーパ面５６と同
様なテーパ面１０２が形成されている。本実施例におい
ても、シャットアウトプレート９８が剛性の高いセラミ
ックス或いは硬質樹脂から構成され、弾性保護層７８を
含む凸部の先端までの側面を覆っており、テーパ面１０
２を備えたシリコンゴム１００と弾性保護層７８とがシ
ャットアウトプレート９８を間にして独立して備えられ
ている。そのため、前述のような橈骨９２或いは腱９４
による斜め方向からの圧力および体表面（皮膚）１６と
の摩擦による引張はテーパ面１０２のみが受けると共
に、その圧力によってシリコンゴム１００が変形させら
れた場合にも、シャットアウトプレート９８によって弾
性保護層７８へのその圧力の伝達が阻止される。したが
って、橈骨９２や腱９４等に影響されない圧脈波が検出
されて、正確な血圧値を得ることが可能となる。なお、
以上の説明から明らかなように、本実施例においては、
上記シャットアウトプレート９８が硬質部材に相当す
る。
【００１８】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。
詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。
【００１９】例えば、前述の実施例においては、半導体
チップ６２には複数の圧力検出素子３２が設けられてい
たが、１個であってもよい。
チップ６２には複数の圧力検出素子３２が設けられてい
たが、１個であってもよい。
【００２０】また、前述の実施例においては、スタジア
ム５８と保護プレート５０とは別個の部材で構成されて
いたが、これらが一部材から構成されていても良い。
ム５８と保護プレート５０とは別個の部材で構成されて
いたが、これらが一部材から構成されていても良い。
【００２１】また、硬質部材としてのスタジアム５８或
いはシャットアウトプレート９８は、凸部（すなわち、
スペーサ４６およびセンサチップ４８）の側面に接して
設けられていても良く、それらの間に僅かな隙間が設け
られていても良い。なお、硬質部材は、ガラス等から構
成されても良い。何れにしても、テーパ面５６，１０２
のみが斜め方向からの圧力を受け、その圧力が硬質部材
によってセンサチップ４８の先端面を覆う弾性保護層７
８に伝達されなければ本発明の効果が得られるのであ
る。
いはシャットアウトプレート９８は、凸部（すなわち、
スペーサ４６およびセンサチップ４８）の側面に接して
設けられていても良く、それらの間に僅かな隙間が設け
られていても良い。なお、硬質部材は、ガラス等から構
成されても良い。何れにしても、テーパ面５６，１０２
のみが斜め方向からの圧力を受け、その圧力が硬質部材
によってセンサチップ４８の先端面を覆う弾性保護層７
８に伝達されなければ本発明の効果が得られるのであ
る。
【００２２】また、前述の実施例においては、カフ９０
を併用していたが、圧脈波センサ１０が適用された脈波
検出装置１２が単独で用いられても良い。
を併用していたが、圧脈波センサ１０が適用された脈波
検出装置１２が単独で用いられても良い。
【００２３】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。
の主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。
【図１】本発明の圧脈波センサが適用された脈波検出装
置の構成を示す図である。
置の構成を示す図である。
【図２】図１の圧脈波センサを体表面側からみた図であ
る。
る。
【図３】図１の圧脈波センサの断面構造を説明する図で
ある。
ある。
【図４】図１の圧脈波センサに用いられる硬質部材とし
てのスタジアムを示す図である。
てのスタジアムを示す図である。
【図５】図１の脈波検出装置により得られる圧脈波最低
値トノグラム曲線を示す図である。
値トノグラム曲線を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例に用いられる圧脈波センサ
の断面を示す図であって、図３に対応する図である。
の断面を示す図であって、図３に対応する図である。
【図７】図６の圧脈波センサに用いられる硬質部材とし
てのシャットアウトプレート示す図である。
てのシャットアウトプレート示す図である。
１０：圧脈波センサ ３０：先端面 ３２：圧力検出素子 ｛４６：スペーサ，４８：センサチップ｝凸部 ５８：スタジアム（硬質部材） ７８：弾性保護層 ９８：シャットアウトプレート（硬質部材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−186247（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−131328（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−18503（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−79904（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−28309（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/00 - 5/03
Claims (1)
- 【請求項１】 生体に押圧される押圧面に凸部が形成さ
れ、該凸部の先端面に動脈から発生する圧脈波を検出す
るための半導体圧力検出素子が設けられ、且つ該半導体
圧力検出素子の先端面が弾性保護層により覆われた形式
の圧脈波センサであって、 前記凸部の側部に沿って、前記半導体圧力検出素子の先
端面を覆う弾性保護層と略同一高さの硬質部材が立設さ
れることにより、該弾性保護層が該半導体圧力検出素子
の先端面上において独立に設けられていることを特徴と
する圧脈波センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26717393A JP3342129B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 圧脈波センサ |
| US08/307,445 US5467771A (en) | 1993-10-26 | 1994-09-19 | Pulse wave sensor |
| EP94116835A EP0649629B1 (en) | 1993-10-26 | 1994-10-25 | Pulse wave sensor |
| DE69420003T DE69420003T2 (de) | 1993-10-26 | 1994-10-25 | Pulswellensensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26717393A JP3342129B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 圧脈波センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07116136A JPH07116136A (ja) | 1995-05-09 |
| JP3342129B2 true JP3342129B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=17441122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26717393A Expired - Fee Related JP3342129B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 圧脈波センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5467771A (ja) |
| EP (1) | EP0649629B1 (ja) |
| JP (1) | JP3342129B2 (ja) |
| DE (1) | DE69420003T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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