JP3547380B2 - 圧脈波検出用アタッチメント及び圧脈波検出具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被験者の動脈圧圧脈波（以下、単に「圧脈波」と略記する場合がある）を検出するために使用される圧脈波検出用アタッチメント、及び、圧脈波検出具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる圧脈波検出具は、人の動脈（一般的には橈骨動脈）の脈診によって診断を行うためのシステムに使用されるものであり、非観血的・非侵襲的に効果的且つ有意義な生理学的情報を得る目的のために利用される。
この脈診は、一般的には、図１２（ａ）に示すように、被験者（患者）の前腕手首部分の動脈圧を検知できる部位に診断者が指をあてがい、心拍数のみならず圧脈波の強弱や変化の速さ，鋭さあるいは血流変化に伴う微細な振動などを官能的に検知している。
脈診に熟練した診断者（以下、単に「脈診熟練者」と称する場合がある）は、この脈診において、あてがう指の押さえ方に多様性をもたせている。すなわち、血流を止めるまで、換言すると脈が感じ取れなくなるまで動脈を強く加圧し押さえ、その後わずかに加圧力を徐々にあるいは素早く開放しつつ圧脈波の変化を検知することや、あるいは、加圧力を徐々にあるいは素早く増大させて圧脈波の変化を検知すること、更には、加圧力を開放して指が被験者にわずかに触れている程度での脈が検知できなくなる寸前の弱い圧脈波をとらえることや、両者の中間的な強さで加圧した状態で圧脈波を検知するという作業を適宜繰り返し、このような作業の結果得られた情報に基づいて経験則を踏まえて体調不良の原因や疾病の原因の判断を行っている。
【０００３】
ところが、上述のような多分に主観的な診断手法では、的確な診断を下すためには診断者に高度な熟練を要することから、より客観的に脈診の評価を行おうとする試みがなされている。
例えば、歪みゲージを指サックや手袋の指の腹の部分に取り付けて、上述の診断者が脈診をとるのと同様の態様でその指サック又は手袋を装着した指を被験者の手首に押圧して圧脈波を計測するシステムや、図１２（ｂ）に示すように、歪みゲージあるいは圧電素子等の圧力検出素子１００を貼着した受圧板１０１を支持体１０２にて支持して、圧力検出素子１００の存在側が被験者の前腕手首部分に接する姿勢で前記支持体１０２を図示を省略する押圧機構にて押圧する構成が考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構成では、動脈から皮膚に伝わる圧脈波が弱いこともあって、圧力検出素子の検出信号は必ずしも十分な信号強度を有するものではなかった。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、橈骨動脈からの圧脈波をより効率良く検出できるようにする点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記請求項１記載の構成を備えることにより、圧脈波検出用アタッチメントは、被験者の皮膚に接触する検出作用部と、受圧板の撓みを電気信号に変換する小型圧力変換器の前記受圧板に取り付ける取り付け部とが備えられている。
従って、圧脈波検出用アタッチメントを使用するときは、圧脈波検出用アタッチメントの取り付け部を小型圧力変換器の受圧板に、例えば接着等により固定する。この取り付け部における前記受圧板との接触面の形状は、前記受圧板の可撓領域すなわち有効受圧領域内に配置可能な形状に構成されているので、圧脈波検出用アタッチメントにかかる力を全て前記受圧板で受け止めるように取り付けることができる。尚、前記取り付け部の前記受圧板への取り付け位置は、受圧板の可撓領域が外力に対して最も効率良く大きな撓みが得られる略中央部に取り付けるのが望ましい。
【０００６】
圧脈波検出用アタッチメントを装着した小型圧力変換器を使用して被験者の動脈圧圧脈波を検出するときは、圧脈波検出用アタッチメントの検出作用部を被験者の皮膚（例えば、橈骨動脈上の前腕上皮）に押し当てて使用し、動脈圧圧脈波が検出作用部及び取り付け部を経て小型圧力変換器にて検出され、電気信号として出力される。
すなわち、被験者の皮膚から受け取った圧脈波を、前記受圧板の可撓領域の全体に伝えるのではなく、前記受圧板が効率良く撓む可撓領域の中央部に集中して伝えることが可能となって、効率良く圧脈波を検出できるものとなる。
しかも、汎用の小型圧力変換器自体は、それの受圧板の支持構造等との関係で、必ずしも圧脈波の検出には適していない場合もあるが、この圧脈波検出用アタッチメントを使用することで、汎用の小型圧力変換器を使用した場合でも、上述のように効率よく圧脈波を検出することが可能となる。例えば、図１２（ｂ）に示すような小型圧力変換器では、受圧板１０１を被験者の皮膚に押圧すると、圧脈波の検出に寄与しない支持体１０２の端部で皮膚の応力の多くの部分を受けることになり、圧脈波の検出効率を低下させるが、上記圧脈波検出用アタッチメントを使用することで、このような問題を回避して圧脈波の検出効率を向上させることができる。
又、圧脈波検出用アタッチメントは、前記取り付け部を有する突起状の受圧板側部材と、前記検出作用部を有する皮膚側部材とが設けられ、前記受圧板側部材と前記皮膚側部材とが相対的に姿勢変化するように接続可能に構成されている。
従って、測定時に被験者の圧脈波検出部位の姿勢が変化しても、その姿勢の変化を前記受圧板側部材と皮膚側部材との相対的な姿勢変化によって吸収することができるので、種々の状況に柔軟に対処でき、安定的に圧脈波の測定を行うことができる。
【０００７】
又、上記請求項２記載の構成を備えることにより、圧脈波検出用アタッチメントは、前記検出作用部の前記皮膚との接触面積が、前記取り付け部と前記受圧板との接触面積よりも大となっている。
従って、広い面積で被験者の皮膚からの圧脈波を受け入れて、その圧脈波を受圧板の略中央部に集中して伝えることが可能となり、より一層圧脈波の検出効率を向上することができる。
【０００８】
又、上記請求項３記載の構成を備えさせることにより、皮膚側部材の突起と受圧板側部材との接触によって、受圧板側部材と皮膚側部材とは相対的に姿勢変化可能になる。また、圧脈波の計測時においては、皮膚側部材が粘着剤又は粘着シートによって被験者の皮膚に貼り付け固定され、その貼り付け面が圧脈波を検出するための検出作用部となる。
そして、皮膚側部材を粘着強度の弱い粘着剤又は粘着シートによって貼り付け固定することで、その皮膚側部材を被験者の皮膚から取り外すときも、被験者に苦痛を与えることなく容易に取り外すことができ、皮膚側部材を繰り返し使用できる。
【０００９】
又、上記請求項４記載の構成を備えることにより、圧脈波検出具は、外力の作用により撓み可能に支持されている受圧板と、その受圧板の撓みを電気信号に変換する圧電変換手段と、前記受圧板の一方の面の可撓領域の略中央部に連なる状態で備えられると共に、被験者の皮膚と接触する検出作用部から受けた動脈圧圧脈波を前記受圧板に伝える圧脈波伝達部材とが設けられて構成されている。
この圧脈波検出具を使用して被験者の動脈圧圧脈波を検出するときは、前記検出作用部を被験者の皮膚（例えば、橈骨動脈上の前腕上皮）に押し当てて使用し、動脈圧圧脈波が検出作用部から圧脈波伝達部材を経て受圧板に入力されると、この圧脈波が圧電変換手段にて電気信号に変換されて出力される。
すなわち、被験者の皮膚から受け取った圧脈波を、前記受圧板の可撓領域の全体に伝えるのではなく、前記受圧板の可撓領域の略中央部に集中して伝えられ、効率良く圧脈波を検出できる。
又、前記圧力伝達部材は、前記検出作用部を有する皮膚側部材と、動脈圧圧脈波の伝達経路において前記皮膚側部材よりも前記受圧板側に配置される突起状の受圧板側部材とによって構成され、前記皮膚側部材と前記受圧板側部材とが相対的に姿勢変化可能に接続されている。
従って、測定時に被験者の圧脈波検出部位の姿勢が変化しても、その姿勢の変化を前記受圧板側部材と皮膚側部材との相対的な姿勢変化によって吸収することができるので、種々の状況に柔軟に対処でき、安定的に圧脈波の測定を行うことができる。
【００１０】
尚、念のために、圧脈波伝達部材等を受圧板の可撓領域の略中央部に連なる状態で備えることによって圧脈波の検出効率が向上する根拠を以下に説明する。以下の説明では、説明の簡単化のために受圧板が円板である場合を例にとって説明するが他の形状に対しても同様に成立する。
圧脈波の検出効率は、受圧板がそれに作用する力に対してどれだけ効率良く撓むか、として把握でき、受圧板の可撓領域に均一に荷重を加えた場合と、中央部に集中して荷重を加えた場合の夫々について受圧板の撓み量を求めることによって比較する。
【００１１】
先ず、この受圧板の可撓領域に対して、均一な面分布荷重を作用させたときは、弾性論・材料力学的見地からは「周辺固定の円板の面分布荷重による曲げ」の問題と見なされ、その時の受圧板の最大撓みδＡ は、
δＡ ＝ （３／１６）・（１−ｖ２ ）・（ｗａ４ ）／（Ｅｈ３ ） …… （１）
と表される。
但し、ｖ：受圧板の素材のポアソン比， Ｅ：受圧板の素材のＹｏｕｎｇ率，ａ：受圧板の可撓部分の有効半径， ｈ：受圧板の板厚， ｗ：可撓部分有効直径部分に作用する等分布荷重（面分布：単位面積当たり）
この結果から、等分布荷重ｗを面積分し、等価集中荷重Ｆに置き換えて上式に算出し直すと、
δＡ ＝ （３／１６）・（１−ｖ２ ）・（Ｆａ２ ）／（πＥｈ３ ）
となる。
但し、π：円周率， Ｆ：等価集中荷重 Ｆ＝πａ２ ・ｗ …… （２）
一方、この等価集中荷重Ｆに等しい集中荷重が受圧板の中心に作用していた場合の最大撓みδＢ は、「周辺固定の円板の集中荷重による曲げ」の問題の解析解として得られ、次式に示すものとなる。
δＢ ＝ （３／４）・（１−ｖ２ ）・（Ｆａ２ ）／（πＥｈ３ ） ……（３）
【００１２】
上記（２）式と（３）式を比較すればわかるように、定数係数以外の部分は同じであるから、最大撓みの大きさの比は、δＡ ：δＢ ＝ １：４となって、受圧板の可撓部分の中心に集中荷重を作用させた方が、受圧板を４倍効率良く撓ませることができることがわかる。上述の説明では、受圧板に作用する圧脈波圧力の面分布が等分布荷重と仮定しているが、分布荷重が位置に依存する変分布荷重であったとしてもその類似性は成り立つ。すなわち、外力が同じ大きさであれば、受圧板の可撓部分の中心により近い部分に力を作用させる荷重伝達あるいは圧力伝達の構造が有効となる。
【００１３】
又、上記請求項５記載の構成を備えることにより、前記検出作用部の被験者の皮膚との接触面積が、前記受圧板表面に沿った前記圧脈波伝達部材の存在面積よりも大となるように構成されている。
従って、広い面積で被験者の皮膚からの圧脈波を受け入れて、その圧脈波を受圧板の略中央部に集中して伝えることになり、より一層圧脈波の検出効率を向上することができる。
【００１４】
又、上記請求項６記載の構成を備えさせることにより、皮膚側部材の突起と受圧板側部材との接触によって、受圧板側部材と皮膚側部材とは相対的に姿勢変化可能になる。また、圧脈波の計測時においては、皮膚側部材が粘着剤又は粘着シートによって被験者の皮膚に貼り付け固定され、その貼り付け面が圧脈波を検出するための検出作用部となる。
そして、皮膚側部材を粘着強度の弱い粘着剤又は粘着シートによって貼り付け固定することで、その皮膚側部材を被験者の皮膚から取り外すときも、被験者に苦痛を与えることなく容易に取り外すことができ、皮膚側部材を繰り返し使用できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の圧脈波検出具の実施の形態を、橈骨動脈の圧脈波計測システムに使用した場合を例示して、図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
橈骨動脈の圧脈波計測システムＰＡは、図１に示すように、３個の圧脈波検出具ＭＨ（図１においては１個のみを図示している）と、圧脈波検出具ＭＨ内の流体圧を管理する流体管理系ＡＰと、圧脈波検出具ＭＨの検出信号の処理と解析とを行う信号処理系ＳＰと、圧脈波検出具ＭＨを移動駆動する移動機構ＭＭ（図４参照）とを主要部として構成され、図３に示すように圧脈波検出具ＭＨを被験者の皮膚（より具体的には、橈骨動脈上の前腕上皮）に押し当てて脈診を行うシステムである。
【００１６】
（圧脈波検出具ＭＨの構成）
圧脈波検出具ＭＨは、図１に概略断面を示すように、シリンダ２ａ及びピストン２ｂを備えた空気圧アクチュエータ２と、ピストン２ｂのロッド２ｃの先端に取り付けられた検出ヘッド３とが設けられている。
検出ヘッド３は、図２に示すように、前記ロッド２ｃの先端に固定される本体部３０と、橈骨動脈からの圧脈波を伝達する圧脈波伝達部材ＢＴの一部を構成する皮膚側部材３１とからなっている。
本体部３０は、弾性体等により形成された平板状の受圧板３０ｂと、その受圧板３０ｂの端縁を支持することにより受圧板３０ｂを外力の作用により撓み可能に支持する支持筐体３０ａと、受圧板３０ｂにおける筐体内側の面に取り付けられた圧力検出素子１とにより構成される小型圧力変換器に、前記皮膚側部材３１と共に圧脈波伝達部材ＢＴを構成する突起状の受圧板側部材３２が取り付けられて構成されている。この小型圧力変換器は、具体的には、定格負荷が１９．６ｋＰａ〜１９６ｋＰａ程度の歪みゲージ式小型圧力センサを用いるが、これ以外に、例えば、圧電ゴムによる静電容量型圧力トランスデューサや圧電素子を用いても良い。
【００１７】
圧力検出素子１は円形シート状に形成され、略円形の薄板状の受圧板３０ｂの一方の面の略中央部に取り付けられている。受圧板３０ｂが外力により撓むと、その受圧板３０ｂに取り付けられた圧力検出素子１も撓み、その撓み量に応じた電気信号が出力される。従って、受圧板３０ｂの可撓領域が小型圧力変換器の有効受圧領域となっており、円形シート状の圧力検出素子１は、受圧板３０ｂの撓みを電気信号に変換する圧力変換手段として機能する。
圧力検出素子１の具体例としては、歪みゲージを用いるが、これ以外に、例えば、圧電ゴムによる静電容量型圧力トランスデューサや圧電素子を用いても良い。
【００１８】
前記突起状の受圧板側部材３２は、それの取り付け部ＡＴが受圧板３０ｂの可撓領域の略中央部に接着等により取り付けられている。この受圧板３０ｂの取り付け位置をこのように設定しているのは、既に説明したように、最も効率良く受圧板３０ｂを撓ませることができる位置に受圧板側部材３２を装着して、圧脈波の検出効率を可及的に向上させるためである。
受圧板側部材３２の取り付け部ＡＴにおける受圧板３０ｂとの接触面の形状は略円形であり、その直径は、受圧板３０ｂの可撓部分である有効受圧領域（略円形）の直径の３／４〜１／２程度の小さな直径に設定してある。これによって、取り付け部ＡＴにおける受圧板３０ｂとの接触面の形状が、受圧板３０ｂの可撓領域内に配置可能となっている。
【００１９】
皮膚側部材３１は、高さが略０．３ｍｍ〜３ｍｍ程度の円柱状ベース３１ａと、その円柱状ベース３１ａの一方の面の中央部に形成された突起３１ｂとにより構成されている。尚、ここに表記した寸法は例示であり、円柱状ベース３１ａを構成する素材によってその機械的性質が異なるため、その素材により適宜寸法は変更可能である
円柱状ベース３１ａは計測時の押圧力に負けない曲げ剛性を有するように、例えば、硬質のＮＢＲゴム、銅，黄銅，アルミ合金，ステンレス鋼等の金属、あるいは、ＡＢＳ樹脂やエポキシ樹脂等の工業用樹脂から形成されている。突起３１ｂや受圧板側部材３２の材質も、円柱状ベース３１ａと同じもので良い。後述のように被験者の皮膚と接触する円柱状ベース３１ａの下面の面積は、受圧板３０ｂの全体面積とほぼ等しく、受圧板表面に沿った圧脈波伝達部材ＢＴの存在面積よりも、換言すると、前記取り付け部ＡＴの受圧板３０ｂとの接触面積よりも大となるようにしてある。
この突起３１ｂの先端面は略球面の凸曲面に形成されており、突起３１ｂと接する受圧板側部材３２は、突起３１ｂの凸曲面と接する部分が略球面の凹曲面に形成されている。但し、受圧板側部材３２を凸曲面とし、突起３１ｂを凹曲面としても良い。又、上記凸曲面又は凹曲面は放物面等の非球面であっても良い。
【００２０】
突起３１ｂの凸曲面の曲率と受圧板側部材３２の凹曲面の曲率との関係は、図２（ｂ）に示すように突起３１ｂと受圧板側部材３２とを接触させたときに、本体部３０と皮膚側部材３１との間で回転自由度を有しつつ点接触あるいは微小面積部分での面接触の接触状態となるように、受圧板側部材３２の凹曲面の曲率半径が突起３１ｂの凸曲面の曲率半径と同等かそれよりも大きな値に設定してある。これらの曲率は具体的には数ｍｍ〜十数ｍｍ程度で良い。これによって、受圧板側部材３２と皮膚側部材３１とは相対的に姿勢変化可能となっている。又、受圧板側部材３２の凹曲面及び突起３１ｂの凸曲面の表面はスパッタリング法や蒸着法、あるいは、メッキ法等による硬質金属薄膜を形成して、耐摩耗性を向上させることも好ましい。
【００２１】
圧脈波の計測時においては、図２に示すように、皮膚側部材３１が粘着強度の弱い粘着剤又は粘着シートによって被験者の橈骨動脈上の前腕上皮に貼り付け固定され、その貼り付け面が圧脈波を検出するための検出作用部ＳＨとなる。皮膚側部材３１を粘着強度の弱い粘着剤又は粘着シートによって貼り付け固定することで、その皮膚側部材３１を被験者の皮膚から取り外すときも、被験者に苦痛を与えることなく容易に取り外すことができ、皮膚側部材３１を繰り返し使用できる。
以上のように、受圧板側部材３２及び皮膚側部材３１により構成される圧脈波伝達部材ＢＴは、受圧板３０ｂを備えた小型圧力変換器にて被験者の圧脈波を検出するための圧脈波検出用アタッチメントとしての意義を有する。
【００２２】
（流体管理系ＡＰの構成）
流体管理系ＡＰは、各圧脈波検出具ＭＨの夫々に対して、前腕上皮に対して検出作用部ＳＨを押圧駆動する押圧駆動手段ＰＤと、押圧駆動手段ＰＤによる前腕上皮に対する押圧力を制御する押圧制御手段ＰＣとを備えて構成されている。
押圧駆動手段ＰＤは、図１に概略的に示すように、フィルタ１３が備えられた外気取り入れ口から取り入れた空気を配管系を通してシリンダ２ａの押圧駆動側給気口２ｄ又は押圧解除側給気口２ｅへ供給する電動圧縮ポンプ１１と、脈流を防ぎ安定した空気供給を行うためのアキュムレータ１０と、空気流の逆流を防止するための逆止弁９と、押圧駆動側給気口２ｄへの空気流の流量制御を行う流量制御電磁弁７ａと、配管系内の圧力を観察するための圧力計６と、押圧解除時に空気を逃がすための流量制御電磁弁７ｂと、安全装置としてのリリーフ弁１４ａと、押圧解除側給気口２ｅへの空気流の流量制御を行う流量制御電磁弁８ａと、押圧駆動時に空気を逃がすための流量制御電磁弁８ｂと、安全装置としてのリリーフ弁１４ｂとが設けられている。
【００２３】
押圧制御手段ＰＣは、図１に示すように、プログラマブルコントローラ１７にて構成され、プログラマブルコントローラ１７には、圧力計６からの信号が入力されると共に、各流量制御電磁弁７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ夫々に対して流量制御信号が出力されている。
押圧制御手段ＰＣは、各流量制御電磁弁７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂを制御することによりシリンダ２ａ内の流体圧を変化させて、検出作用部ＳＨの前腕上皮に対する押圧力を制御する。
【００２４】
（移動機構ＭＭの構成）
移動機構ＭＭは、図４に示すように、３個の圧脈波検出具ＭＨを橈骨動脈の長手方向に沿って一列に支持する支持ブロック１８を支持して昇降駆動するＺ軸ステージ１９と、そのＺ軸ステージ１９を支持して橈骨動脈の長手方向に移動駆動するＸ軸ステージ２０と、そのＸ軸ステージ２０を支持してＸ軸ステージ２０の移動方向と直行する方向に水平移動するＹ軸ステージ２１とが、被験者の手首の載置台と兼用のベース２２上に設けられている。
上記３個の圧脈波検出具ＭＨは、図示を省略する制御ボックスからの指示によって、Ｚ軸ステージ１９の昇降モータ１９ａを駆動して圧脈波検出具ＭＨを昇降させると共に、前記制御ボックスからの指示によってＸ軸ステージ２０のＸ軸モータ２０ａとＹ軸ステージ２１のＹ軸モータ２１ｂとを作動させることにより、圧脈波検出具ＭＨを被験者の前腕上皮に沿って移動させることができる。尚、この移動機構ＭＭとしては、上述のように各モータにて移動駆動する構成の他に、各ステージ１９，２０，２１を手動操作で駆動する機構としても良い。この場合、マイクロメータに類似の微調整機構を備えるのが望ましい。
【００２５】
（信号処理系ＳＰの構成）
信号処理系ＳＰは、電気抵抗値の変化として得られる圧力検出素子１の出力信号を増幅して電圧信号として出力する歪みアンプ１５と、歪みアンプ１５の出力信号を演算処理する演算処理部１６と、測定データと診断症例との対応関係を示すデータや脈診熟練者の触診押圧力のデータ等を記憶しているデータベースＤＢとが設けられている。
演算処理部１６には、歪みアンプ１５の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ１６ａと、Ａ／Ｄコンバータ１６ａの出力データを記憶するデータ記憶ユニット１６ｂと、そのデータ記憶ユニット１６ｂに記憶された測定データを所定の処理手順に従って演算処理する演算ユニット１６ｃと、その演算ユニット１６ｃにて実行される所定の処理手順を記憶している解析手続記憶ユニット１６ｄと、測定データや演算ユニット１６ｃでの処理結果等を表示するためのモニタ１６ｅとが設けられている。尚、データ記憶ユニット１６ｂには、詳しくは後述するが、押圧制御手段ＰＣが制御する押圧力の変化プロファイルを設定変化パターンとして複数記憶しており、押圧制御手段ＰＣは、この設定変化パターンに従って被験者の前腕上皮に対する押圧力を時間的に変化させる。又、データベースＤＢは、イーサネットやＬＡＮなどのオンライン・ネットワークにより、他の情報端末からアクセス可能に構成され、その情報端末において演算処理部１６の解析手続きと解析事項以外の追加的解析を行えるようになっている。
【００２６】
（測定手順）
次に、上記構成の圧脈波計測システムＰＡによる測定手順を演算ユニット１６ｃによって実行される図５フローチャート等に基づいて説明する。
先ず、圧脈波計測システムＰＡによる計測の事前準備として、被験者の橈骨動脈上の前腕上皮に検出ヘッド３の皮膚側部材３１を貼り付けた状態で、その手首を移動機構ＭＭのベース２２上に載置し、圧脈波検出具ＭＨの下端すなわち検出ヘッド３の受圧板側部材３２が前記皮膚側部材３１にごく軽く接触するように圧脈波検出具ＭＨを降下させる。
【００２７】
被験者の手首を適正に位置決めした後、押圧駆動手段ＰＤにより圧脈波が検出できる下限の押圧力（以下、単に「下限押圧力」という）と、押圧力を増大させたときの圧脈波が検出できる上限の押圧力（以下、単に「上限押圧力」という）とを測定する。又、上記の下限の押圧力と上限の押圧力とは、従来からの血圧測定法により測定した被験者の最高血圧と最低血圧とによって便宜的に代用しても良いが、計測作業の標準化を図るためには上述した上限及び下限の押圧力を事前計測したものを用いる方が望ましい。
【００２８】
上述のような事前準備が完了した後に、図５に示す処理を開始する。
すなわち、先ず、モニタ１６ｅに表示される操作案内に従って、図示しない入力操作手段から、データ記憶ユニット１６ｂに記憶されている複数の前記設定変化パターンのうちから何れを使用するかを選択する（ステップ＃１）。この設定変化パターンとしては、多くの事前計測調査により求めた脈診熟練者の押圧力の変化プロファイルと、独自且つ任意に設定した押圧力の変化プロファイルとがある。尚、この変化プロファイルは、３つの圧脈波検出具ＭＨに対して共通に設定しても良いが、夫々別個に設定するのがより望ましい。
脈診熟練者のプロファイルを選択したときは、データベースＤＢに記憶されている脈診熟練者の押圧力の変化プロファイルをデータ記憶ユニット１６ｂに取り込む（ステップ＃２）。この脈診熟練者の押圧力の変化プロファイルは、圧脈波を検知できる下限の押圧力（すなわち下限押圧力）と圧脈波を検知できる上限の押圧力（すなわち上限押圧力）との範囲で、押圧力の変化の速度及び加速度として記憶されており、その脈診熟練者の押圧力の変化プロファイルを被験者に適合する変化プロファイルに変換する変換処理を解析手続記憶ユニット１６ｄから読み出して実行する（ステップ＃３）。
【００２９】
この変換処理は、脈診熟練者の押圧力の変化プロファイルにおける下限押圧力及び上限押圧力が、先に求めた被験者の下限押圧力及び上限押圧力に夫々一致するように脈診熟練者の押圧力の変化プロファイルを変形させる処理であり、具体的には、データベースＤＢから取り込んだ速度及び加速度で表現された変化プロファイルを積分処理して時間と押圧力との関係に変換する処理と、その時間と押圧力との関係における境界条件が先に求めた被験者の下限押圧力及び上限押圧力に一致するように押圧力の軸について圧縮又は伸長する処理と、それらのデータをいわゆるカーブフィッティング等により関数式化する処理とを実行する。尚、この関数式の形態としては、種々の関数が適用可能であり、又、すべてのデータの存在範囲で単一の関数式として表現しても良いし、Ｂ−スプライン関数による区分多項式として求めても良い。あるいは、不連続な段階的変化を表現するステップ関数であっても良い。更に、境界条件として下限押圧力及び上限押圧力をそのまま用いずに、例えば下限押圧力及び上限押圧力の±１０％変化させた値を境界条件として用いる等、下限押圧力及び上限押圧力と一定の関係を有していれば、具体的な境界条件は種々に変更可能である。
【００３０】
一方、脈診熟練者のプロファイルを利用せず、任意に設定したプロファイルを選択した場合は、データ記憶ユニット１６ｂに記憶されている関数式を用いる。この関数式は上述のように任意に設定されたものであり、任意に書き換え可能で且つ複数の関数式がデータ記憶ユニット１６ｂに記憶されており、複数の関数式から何れかを選択して使用することができる。
このように予め記憶されている関数式を用いる場合も、上述の脈診熟練者のプロファイルを利用する場合と同様に、被験者の下限押圧力及び上限押圧力のデータを利用して、記憶されている関数式を被験者に適合する変化プロファイルに変換する（ステップ＃４）。この変換のために、記憶されている関数式に対応する下限押圧力と上限押圧力との差が被験者の下限押圧力と上限押圧力との差に一致するように前記関数式を押圧力の軸で圧縮又は拡大するように前記関数式の各係数を変更するためのデータテーブルがデータ記憶ユニット１６ｂに記憶されており、このデータテーブルによる関数式の変形と、下限押圧力及び上限押圧力の絶対値を一致させる処理とを行う。この演算処理手順も解析手続記憶ユニット１６ｄに記憶されている。
【００３１】
尚、予め記憶されている関数式を被験者に適合する変化プロファイルに変換するについては、上述のように被験者の下限押圧力及び上限押圧力の両方を考慮するのではなく、記憶されている関数式に対応する上限押圧力のみを被験者の上限押圧力に一致させる処理、すなわち、前記関数式の定数項のみを変更するようにしても良いし、又、上述の脈診熟練者の変化プロファイルと同様に、任意の設定するプロファイルも押圧力変化の速度及び加速度として設定しておき、脈診熟練者の変化プロファイルを選択したときと同様のアルゴリズムによって被験者に適合した押圧力の変化プロファイルを求めても良い。
【００３２】
上述のようにして、被験者の下限押圧力及び上限押圧力に適合した押圧力の変化プロファイルを関数式の形で求めると、次に、プログラマブルコントローラ１７から流量制御電磁弁７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂへの制御信号の送出周波数に一致した周期で、求めた関数式から押圧力をサンプリングし、押圧力を変化させる時系列データを生成し、プログラマブルコントローラ１７に送信する（ステップ ＃５）。
これに伴って、プログラマブルコントローラ１７は、流量制御電磁弁７ｂ，８ａを全閉状態とすると共に、受け取った押圧力のデータに応じて流量制御電磁弁７ａを開き操作し、空気圧アクチュエータ２のロッド２ｃによる検出ヘッド３の押圧を開始する。このとき、流量制御電磁弁８ｂは、全開状態又は設定開度に調整しておけば良い。
この流量制御電磁弁７ａの開き操作においては、押圧力のデータと流量制御電磁弁７ａの開度とをデータテーブル又は所定の関係式にて対応付けておくか、あるいは、圧力検出素子１の出力信号から圧脈波の信号成分をフィルタにて除去することにより、押圧駆動手段ＰＤにて付与した押圧力による内圧の成分抽出し、その信号が押圧力のデータに一致するように流量制御電磁弁７ａの開度を制御しても良い。
【００３３】
押圧駆動手段ＰＤの作動により検出ヘッド３の前腕上皮に対する押圧力が上昇すると、検出作用部ＳＨが被験者の前腕上皮を押圧して行き、図２（ｂ）の下部に示すような前記押圧力に対する応力が検出作用部ＳＨに作用する。
従って、検出作用部ＳＨでは、前腕上皮との接触面に作用する圧脈波の面分布を積分する形で圧脈波伝達部材ＢＴを構成する皮膚側部材３１及び受圧板側部材３２に順次伝える。このようにして伝えられた圧脈波は、等価集中荷重として受圧板３０ｂの略中央部に作用して既に説明したように受圧板３０ｂを効果的に撓ませる。すなわち、広い面積で前腕上皮の圧脈波を集めることと、その集めた圧脈波を受圧板３０ｂの略中央部に集中させることとが相まって、圧脈波の検出効率を一層向上させることができるのである。
【００３４】
上述のように設定された押圧力の変化プロファイルが、押圧力の上昇時は一定速度（φ）で上昇し且つ押圧力の下降時も一定速度（ψ）で下降するように変化するように設定された場合を例にとって説明すると、圧力検出素子１の検出信号の時間変化を示す図６（ａ）のように、空気圧アクチュエータ２による押圧力が上昇して検出作用部ＳＨと被験者の前腕上皮との接触状態が強くなると橈骨動脈からの圧脈波が受圧板３０ｂに伝わり受圧板３０ｂが微少変位するようになる。尚、図６（ｂ）は押圧駆動手段ＰＤで設定している押圧力を示し、図６（ｃ）は圧脈波の成分のみを示している。
演算ユニット１６ｃは、プログラマブルコントローラ１７による押圧力の上昇と平行して、圧力検出素子１の出力信号をデータ記憶ユニット１６ｂに時系列データとして記憶して行く（ステップ＃６）。
設定された押圧力の変化プロファイルに従って、一定速度（φ）による押圧力の上昇が完了すると、前記被験者の下限押圧力と上限押圧力との間で設定されている一定押圧力となる状態で流量制御電磁弁７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂを閉じ、その一定押圧力の状態を維持する。このとき、図６（ａ）の「一定押圧力」において示すような信号が得られる。この状態で複数周期に亘って圧脈波のデータをデータ記憶ユニット１６ｂに記憶する（ステップ＃７）。
【００３５】
一定押圧力の下での測定を設定時間又は圧脈波の設定周期分についてのデータの収集が終了すると、更に、上述のように設定された変化プロファイルに従って、押圧力を一定速度（ψ）で下降させる。この押圧力の下降時は、流量制御電磁弁７ａ，８ｂを全閉状態とすると共に、受け取った押圧力のデータに応じて流量制御電磁弁８ａを開き操作し、空気圧アクチュエータ２のロッド２ｃによる検出ヘッド３の押圧力を下降させる。このとき、流量制御電磁弁７ｂは、全開状態又は設定開度に調整しておけば良い。又、このときの流量制御電磁弁８ａに対する制御態様は、上述の流量制御電磁弁７ａに対するものと同様である。
押圧力を下降させているときも、図６（ａ）の「押圧力下降過程」で示すような、その間の圧脈波の測定データをデータ記憶ユニット１６ｂに記憶する（ステップ＃８）。
以上の処理によって、前腕上皮のある位置（３点で測定）での圧脈波の測定を完了し、以降は測定データの解析作業に移行するのであるが、更に詳細なデータを収集するために移動機構ＭＭを動作させて各圧脈波検出具ＭＨをＸ軸方向に移動させて各測定位置で上述の圧脈波の測定を行い、一つの圧脈波検出具ＭＨにて複数点で圧脈波のデータを得るようにしても良い。
尚、押圧力の上昇及び下降の速度は、必ずしも一定速度でなくても良く、多段線形的あるいは非線形的に増減させても良い。
【００３６】
（測定データの解析）
これまでの処理によって被験者の圧脈波のデータの取得が完了し、測定したデータの解析作業に移行する。
この解析作業では、先ず、図６（ａ）に示すような測定データを、押圧駆動手段ＰＤにて付与した内圧の成分（図６（ｂ）に示すもの）と圧脈波自体による信号成分（図６（ｃ）に示すもの）とに分離する（ステップ＃９）。この分離処理は、例えば、図６（ａ）の測定データから、既知のデータである図６（ｂ）のデータを減算することによって行う他、フーリエ解析によって計測全圧の周波数スペクトルを求め、低周波数成分である図６（ｂ）の信号をフィルタリングによりカットし、図６（ｃ）の脈圧変動成分のみを抽出する演算処理を施してもよい。
【００３７】
続いて、各瞬間の押圧力（すなわち、図６（ｂ）に示す押圧駆動手段ＰＤによる内圧成分）を用いて、対応する瞬間の圧脈波変動成分を正規化する（ステップ＃１０）。
すなわち、圧脈波検出具ＭＨをＸ軸方向に移動させて複数点で圧脈波を測定した場合は、同一時刻における各計測点の圧脈波Ｐｗｉと各計測点の押圧駆動手段ＰＤによる押圧力（厳密には、発生させた押圧力による内圧）Ｐｘｉから正規化圧脈波を次式
Ｐ＊ ｗ ＝ Ｐｗｉ／Ｐｘｉ ……… （４）
で算定する。上付添え字の＊は予圧による正規化により圧脈波が無次元化されたことを示す。又、このＰ＊ ｗ を各計測点ｘｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）についてプロットすると図７（ａ）に例示する正規化圧脈波分布曲線が得られる。尚、この各計測点のデータについては、圧脈波検出具ＭＨをＸ軸方向に移動させるのではなく、３つの圧脈波検出具ＭＨの計測点を計測点ｘ１，ｘ２，ｘ３として上記（１）式を適用しても良い。この場合は、圧脈波検出具ＭＨを増設すると更に有効なデータが得られる。
【００３８】
上述のように正規化を施す理由を簡単に説明すると、圧力検出素子１にて検出する圧脈波の信号レベルの大小は、押圧駆動手段ＰＤによる押圧力の強弱に依存し、押圧力が大であれば圧脈波のレベルも大となるので、得られたデータをそのまま評価していたのでは、二つのデータを比較したとき信号レベルが同じ程度であっても実際の圧脈波の強度が全く異なる場合があるので、生の測定データと併せて触診押圧力に相当する押圧駆動手段ＰＤの押圧力により正規化した圧脈波を参照データとして用いるのである。尚、このような正規化処理に併せて測定された圧脈波圧力そのもので正規化した圧脈波圧力を参照してもよい。具体的には、各瞬間の圧脈波波形においてその圧脈波速度が最大となる時の圧脈波圧力、換言すると圧脈波立ち上がりの時の圧脈波圧で正規化したものを参照してもよい。
【００３９】
同様に、任意の一点の計測点における圧脈波変動成分も予圧により正規化され、計測時刻ｔ＝ｔｊ における正規化圧脈波は次式から得られる。
Ｐ＊ ｔ ＝ Ｐｔｊ／Ｐｘｉ ……… （５）
このＰ＊ ｔ を経過時間でプロットすると、図７（ｂ）に例示する計測時間−正規化圧脈波曲線が得られる。
【００４０】
次に、図７（ａ）に例示する正規化圧脈波分布曲線を位置座標ｘ１ からｘｎ まで次式により定積分し、位置平均脈圧Ｐ＊ ｗｍを求める（ステップ＃１１）。
この算出手順を詳細に説明すると、上記定積分結果は、図７（ａ）中のハッチング部分である「Ｐ＊ ｗｓ」で示されている部分である。
【数１】
更に、この定積分値を用いて、次式により位置平均脈圧Ｐ＊ ｗｍを算定することができる。
Ｐ＊ ｗｍ ＝ Ｐ＊ ｗｓ／（ｘｎ −ｘ１ ） ………（７）
図７（ａ）に例示するデータにおける位置平均脈圧Ｐ＊ ｗｍは、図７（ａ）の太い一点鎖線で示されている値である。このように求めた値は、データベースＤＢに登録されて保存される。
ここからさらに、正規化圧脈波のピーク値と位置平均脈圧Ｐ＊ ｗｍとの差も算定できる。例えばこの差が大きく、かつ定積分値も大きければ強い脈を呈していると言える。このように上述の各解析結果および正規化圧脈波分布曲線の様相を参照することで、同結果と従来の脈診における基本的かつ官能的評価、例えば脈の浮き沈み、強弱およびそれらの経時変化の結果などと対照評価できて、客観的な議論が行える環境を得ることができるようになる。
【００４１】
次に、図７（ｂ）に示される計測時間−正規化圧脈波曲線に対して時間ｔ＝ｔ１ 〜ｔ＝ｔｍ の区間で時間定積分を次式で実行し、時間平均脈圧Ｐ＊ ｔｍを求める（ステップ＃１２）。
この算出過程を詳細に説明すると、先ず、同図のハッチング部分で示されるその定積分値Ｐ＊ ｔｓを下式によって算定する。
【数２】
さらにやはりこの定積分値を用いて、次式により時間平均脈圧Ｐ＊ ｔｍを算定することができる。
Ｐ＊ ｔｍ ＝ Ｐ＊ ｔｓ／（ｔｍ−ｔ１） ………（９）
図７（ｂ）に例示する測定データでは、時間平均脈圧Ｐ＊ ｔｍは、図７（ｂ）の太い一点鎖線で示されている値である。このように求めた値は、上述の場合と同様に、データベースＤＢに登録されて保存される。
ここからさらに、正規化圧脈波のピーク値と時間平均脈圧Ｐ＊ ｔｍとの差も算定できる。例えばこの差が大きく、かつ定積分値も大きければ強くはっきりとした脈を呈していると言える。このように上述の各解析結果および予圧正規化圧脈波分布曲線の様相を参照することで、同結果と従来の脈診における基本的かつ官能的評価、例えば脈の浮き沈み、強弱、鋭さ鈍さおよびそれらの経時変化の結果などと対照評価できて、客観的な議論が行える環境を得ることができるようになる。
【００４２】
続いて、やはり計測時間−正規化圧脈波曲線を用いて、一階および二階の時間微分を施すことにより、正規化圧脈波速度Ｐ＊ ｔｖと正規化圧脈波加速度Ｐ＊ ｔａとを算定する（ステップ＃１３）。
この算定プロセスは、まず計測時間−予圧正規化圧脈波曲線より次式にて正規化圧脈波速度Ｐ＊ ｔｖを算定する。
Ｐ＊ ｔｖ ＝ ∂Ｐ＊ ｔ ／∂ｔ ………（１０）
これを時間軸でプロットすると、図７（ｃ）に例示する同一計測点の正規化圧脈波速度曲線が求まる。
この解析には２つの目的がある。まずひとつには、計測時間−正規化圧脈波曲線の曲線プロファイルのプロファイル形状特性を強調抽出し、圧脈波の急峻あるいは緩やかな変化の特徴を圧脈波の大小の評価から切り離して評価できるようにするためと、もうひとつは、心臓左室収縮性、すなわち心臓をポンプに例えたときの単位時間拍出および単位時間揚程能力を示す機能を評価するためで、これが速いと力強いタフな心臓といえる。ただし、橈骨動脈の血管が緊張により硬直していたり、動脈硬化していたりする場合の影響部分も含まれるので、正規化圧脈波の大きさや容積脈波など他の計測結果との兼ね合いで議論されることが望ましい。
【００４３】
同様にして、正規化圧脈波加速度Ｐ＊ ｔａも次式により算定される。
Ｐ＊ ｔａ ＝ ∂２ Ｐ＊ ｔ ／∂２ ｔ ………（１１）
これを時間軸でプロットすると、図７（ｄ）に例示する正規化圧脈波加速度曲線が得られる。
これにより、計測時間−正規化圧脈波曲線の曲線プロファイルのプロファイル形状特性をさらに強調抽出し、圧脈波の急峻あるいは緩やかな変化の特徴を圧脈波の大小の評価から切り離して評価できるようなる。また、同時に正規化圧脈波速度曲線の曲線プロファイル形状を強調抽出し、その特徴を捉えることで、これまでの経験的官能的評価との対照評価が可能となる環境を得られる。
これらの算定結果は、データベースＤＢに登録され保存されるので、上述の測定及び解析を繰り返して、そのデータを蓄積することで、より深い中医学理論や経験的評価事項との間で新たな対照評価が可能となる。又、データベースＤＢに対してインタラクティブにアクセスできて、数値情報、可視化情報、それらの全部または部分的抽出情報を、例えばＬＣＤタブレット装置、マウス、デジタイザなどのポインティングデバイスにより取り出せるようになっているとより好ましい。
上述のようにして求めた計測時間−正規化圧脈波曲線，位置平均脈圧Ｐ＊ ｗｍ，時間平均脈圧Ｐ＊ ｔｍ，正規化圧脈波速度曲線及び正規化圧脈波加速度曲線等は、モニタ１６ｅに表示される（ステップ＃１４）
【００４４】
〔第２実施形態〕
次に図８を引用して、参考例としての第２実施形態について説明する。
本第２実施形態は、圧脈波伝達部材ＢＴの構成が上記第１実施形態と異なるのみで、他の部分の構成は上記第１実施形態と全く共通である。
本第２実施形態の圧脈波伝達部材ＢＴ（換言すると、「圧脈波検出用アタッチメント」）は、上記第１実施形態の圧脈波伝達部材ＢＴが受圧板側部材３２及び皮膚側部材３１の２つの部品から構成されているのに対して、単一の部品として構成している点で異なる。
【００４５】
すなわち、本第２実施形態における圧脈波伝達部材ＢＴは、図８（ａ）に示すように、下面が前記検出作用部ＳＨとなる円柱状ベース４０ａ上に鼓型形状の突起４０ｂを備えたものであり、突起４０ｂの上端が小型圧力変換器の受圧板３０ｂに取り付けるための取り付け部ＡＴとなっている。この突起４０ｂの高さと円柱状ベース４０ａの直径との寸法比は、高さ／直径＝１／５以下となることが望ましい。
図８（ａ）に示す圧脈波伝達媒体においても、取り付け部ＡＴにおける受圧板３０ｂとの接触面の形状は略円形であり、その直径は、受圧板３０ｂの可撓部分である有効受圧領域（略円形）の直径の３／４〜１／２程度の小さな直径に設定してある。これによって、取り付け部ＡＴにおける受圧板３０ｂとの接触面の形状が、受圧板３０ｂの可撓領域内に配置可能となっており、具体的には、受圧板３０ｂの可撓領域の略中央部に接着等により固定してある。
【００４６】
又、円柱状ベース４０ａの下面の面積は、受圧板３０ｂの全体面積とほぼ等しく、支持筐体３０ａ受圧板表面に沿った圧脈波伝達部材ＢＴの存在面積よりも、換言すると、前記取り付け部ＡＴの受圧板３０ｂとの接触面積よりも大となるようにしてあるのも、上記第１実施形態と同様である。
従って、図８（ａ）に示す圧脈波伝達部材ＢＴも、円柱状ベース４０ａの底面より分布荷重として受ける圧脈波を面積分するような形で集め、それを等価集中荷重として受圧板３０ｂの略中央部に集中して作用させ、圧脈波の検出効率を向上させている。
【００４７】
圧脈波伝達部材ＢＴの形状のバリエーションとしては、図８（ｂ）に示すように、円柱状ベース４２ａの上に外形輪郭をバレル状とした突起４２ｂを備えて形成し、せん断荷重及び曲げモーメントに対して横剛性を増加させた形状に構成しても良い。
更に、図８（ｃ）に示すように、下面の面積が受圧板３０ｂの全体面積よりも広くした円柱状ベース４４ａの上に突起４４ｂを備えるように圧脈波伝達部材ＢＴを構成しても良い。これによって、受圧板３０ｂに作用させる圧脈波の等価集中荷重をより大きくすることができ、より効果的に圧脈波を検出することができる。
図８（ｃ）に示す圧脈波伝達部材ＢＴでは、上述のように円柱状ベース４４ａの面積を広くした場合でも、受圧板３０ｂに非対称な曲げモーメントが作用しにくいように、取り付け部ＡＴと受圧板３０ｂとの接触面積は、受圧板３０ｂの可撓領域の７０〜８０％を占めるように接着接合し、突起４４ｂの外形輪郭も円柱状ベースに向かって広がるテーパ形状としてある。
【００４８】
〔第３実施形態〕
次に図９及び図１０を引用して、参考例としての第３実施形態について説明する。
本第３実施形態も、圧脈波伝達部材ＢＴの具体形状が上記第１実施形態と異なるのみで、他の部分は上記第１実施形態と共通である。
本第３実施形態における圧脈波伝達部材ＢＴは、上記第１実施形態や上記第２実施形態では、被験者の皮膚に接触する部分を円柱状ベース３１ａ，４０ａ，４２ａ，４４ａとして接触面積を広くとっているのに対して、皮膚との接触面を凸曲面に形成した突起物４７にて構成されている。
突起物４７は、硬質のＮＢＲゴムまたはＡＢＳ樹脂やエポキシ樹脂などの工業用樹脂など材料で形成され、その先端形状は曲率半径が１ｍｍ〜数ｍｍ程度の球面状に形成されて、突起の高さが１ｍｍ〜数ｍｍとなっている。
受圧板３０ｂの可撓面積（有効受圧面積）は、突起物４７と受圧板３０ｂとの接触面の面積よりも大となっており、具体的には、突起物４７と受圧板３０ｂとの接触面の直径が、受圧板３０ｂの有効受圧面の直径の３／４〜１／３程度に設定してある。
この突起物４７は、図９に示すように内部に中空部分が存在しないものであっても良いし、又、図１０に示すように内部が中空となっていても良い。更に、突起物４７の外形形状は、非球面状に形成しても良いし、あるいは、円錐状に形成しても良い。
【００４９】
〔第４実施形態〕
次に、図１１を引用して参考例としての第４実施形態を説明する。
本第４実施形態は、上記第１実施形態では、空気圧アクチュエータ２のピストン２ｂを移動駆動して押圧力を付与する構成としているのに対して、空気圧にて直接的に押圧力を発生させる構成としており、それに伴って、圧脈波を検出するための構成も上記第１実施形態とは異なる。
以下、具体的に本第４実施形態の構成を説明する。
本第４実施形態の圧脈波検出具ＭＨは、円筒状の筐体５０の一方の開口に上述の支持筐体３０ａ，受圧板３０ｂ及び圧力検出素子１を備えた小型圧力変換器を取り付け、他方の開口に弾性体又は粘弾性体にて形成した外方に向けて凸状の膜状部材５１を取り付けて構成されると共に、筐体５０の内部には、ピストン５２と、そのピストン５２の略中央部と受圧板３０ｂの略中央部との間に掛け渡された弾性バネ部材５３とが備えられている。尚、筐体５０の内部空間における弾性バネ部材５３の存在箇所の周壁には、この部分と外部とを連通する通気口５４が形成されている。
【００５０】
この構成の圧脈波検出具ＭＨに対する押圧駆動手段ＰＤは、ピストン５２と膜状部材５１との間の空間の空気圧を調整することにより、所望の押圧力を発生させる構成であり、具体的には、図１１に示すように、空気供給側において、フィルタ１３が備えられた外気取り入れ口から取り入れた空気を配管系を通して筐体５０の周壁に形成された空気供給口５５へ供給する電動圧縮ポンプ１１と、脈流を防ぎ安定した空気供給を行うためのアキュムレータ１０と、空気流の逆流を防止するための逆止弁９と、空気流の流量制御を行う供給側流量制御電磁弁７と、配管系内の圧力を観察するための圧力計６とが設けられ、空気排出側において、筐体５０の周壁に形成された空気排出口５６からの排気の流量制御を行う排出側流量制御電磁弁８と、安全装置としてのリリーフ弁１４とが設けられている。
【００５１】
上記構成の圧脈波検出具ＭＨは、検出作用部ＳＨとなる膜状部材５１を被験者の皮膚（具体的には、橈骨動脈上の前腕上皮）に軽く接触させて、排出側流量制御電磁弁８を全閉状態にすると共に、供給側流量制御電磁弁７を開き操作して筐体５０内の内圧を上昇させることで、筐体５０内の内圧を上昇させ、又、供給側流量制御電磁弁７を全閉状態とすると共に、排出側流量制御電磁弁８を開き操作して筐体５０内の内圧を下降させる。
このような筐体５０内の内圧の上昇又は下降により膜状部材５１による被験者の皮膚に対する押圧力が変化し、上記第１実施形態の図６（ｂ）に示すような押圧力の変化パターンを作り出すことができる。
押圧駆動手段ＰＤの駆動により被験者の皮膚に適切な押圧力が作用している状態で、橈骨動脈からの圧脈波が検出作用部ＳＨに入力すると、その圧脈波が筐体５０内の内圧の変化としてピストン５２に作用し、さらにそのピストン５２に作用した圧脈波が弾性バネ部材５３にて等価集中荷重として受圧板３０ｂに伝達され、圧脈波が電気信号として出力される。
従って、弾性バネ部材５３は、検出作用部ＳＨから受けた動脈圧圧脈波を受圧板３０ｂに伝達する圧脈波伝達部材ＢＴとして機能することになる。
【００５２】
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
▲１▼ 上記第１実施形態では、空気圧アクチュエータ２の作動によって検出ヘッド３を被験者の皮膚に押圧する構成としているが、検出ヘッド３を押圧するための構成は種々変更可能であり、例えば、移動機構ＭＭのＺ軸ステージ１９にて押圧する構成としても良く、更には、このような押圧のための機構は設けずに診断者の手指にて検出ヘッド３を押圧するようにしても良い。
▲２▼ 上記各実施形態では、受圧板３０ｂの受圧面の裏面側に圧力検出素子１を取り付けた構成の小型圧力変換器を例示しているが、圧力検出素子は必ずしも受圧板３０ｂに取り付ける必要はなく、例えば、受圧板３０ｂの変形を他の部材を介して圧力検出素子１に伝えるような構成の小型圧力変換器を用いても良い。
▲３▼ 上記第１実施形態では、本発明の圧脈波検出具ＭＨを橈骨動脈の圧脈波計測システムＰＡに使用する場合を例示しているが、頸動脈を測定対象とするシステムにも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる圧脈波計測システムのブロック構成図
【図２】本発明の第１実施形態にかかる要部拡大図
【図３】本発明の第１実施形態にかかる使用状態の説明図
【図４】本発明の第１実施形態にかかる移動機構の外観斜視図
【図５】本発明の第１実施形態にかかるフローチャート
【図６】本発明の第１実施形態にかかる信号説明図
【図７】本発明の第１実施形態にかかる解析処理の説明図
【図８】参考例としての第２実施形態にかかる要部拡大図
【図９】参考例としての第３実施形態にかかる要部拡大図
【図１０】参考例としての第３実施形態にかかる要部拡大図
【図１１】参考例としての第４実施形態にかかる圧脈波検出具の断面図
【図１２】従来技術の説明図
【符号の説明】
１ 圧力検出手段
３０ｂ 受圧板
３１ 皮膚側部材
３２ 受圧板側部材
ＡＴ 取り付け部
ＢＴ 圧脈波伝達部材
ＳＨ 検出作用部
３１ａ ベース
３１ｂ 突起
【発明の属する技術分野】
本発明は、被験者の動脈圧圧脈波（以下、単に「圧脈波」と略記する場合がある）を検出するために使用される圧脈波検出用アタッチメント、及び、圧脈波検出具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる圧脈波検出具は、人の動脈（一般的には橈骨動脈）の脈診によって診断を行うためのシステムに使用されるものであり、非観血的・非侵襲的に効果的且つ有意義な生理学的情報を得る目的のために利用される。
この脈診は、一般的には、図１２（ａ）に示すように、被験者（患者）の前腕手首部分の動脈圧を検知できる部位に診断者が指をあてがい、心拍数のみならず圧脈波の強弱や変化の速さ，鋭さあるいは血流変化に伴う微細な振動などを官能的に検知している。
脈診に熟練した診断者（以下、単に「脈診熟練者」と称する場合がある）は、この脈診において、あてがう指の押さえ方に多様性をもたせている。すなわち、血流を止めるまで、換言すると脈が感じ取れなくなるまで動脈を強く加圧し押さえ、その後わずかに加圧力を徐々にあるいは素早く開放しつつ圧脈波の変化を検知することや、あるいは、加圧力を徐々にあるいは素早く増大させて圧脈波の変化を検知すること、更には、加圧力を開放して指が被験者にわずかに触れている程度での脈が検知できなくなる寸前の弱い圧脈波をとらえることや、両者の中間的な強さで加圧した状態で圧脈波を検知するという作業を適宜繰り返し、このような作業の結果得られた情報に基づいて経験則を踏まえて体調不良の原因や疾病の原因の判断を行っている。
【０００３】
ところが、上述のような多分に主観的な診断手法では、的確な診断を下すためには診断者に高度な熟練を要することから、より客観的に脈診の評価を行おうとする試みがなされている。
例えば、歪みゲージを指サックや手袋の指の腹の部分に取り付けて、上述の診断者が脈診をとるのと同様の態様でその指サック又は手袋を装着した指を被験者の手首に押圧して圧脈波を計測するシステムや、図１２（ｂ）に示すように、歪みゲージあるいは圧電素子等の圧力検出素子１００を貼着した受圧板１０１を支持体１０２にて支持して、圧力検出素子１００の存在側が被験者の前腕手首部分に接する姿勢で前記支持体１０２を図示を省略する押圧機構にて押圧する構成が考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構成では、動脈から皮膚に伝わる圧脈波が弱いこともあって、圧力検出素子の検出信号は必ずしも十分な信号強度を有するものではなかった。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、橈骨動脈からの圧脈波をより効率良く検出できるようにする点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記請求項１記載の構成を備えることにより、圧脈波検出用アタッチメントは、被験者の皮膚に接触する検出作用部と、受圧板の撓みを電気信号に変換する小型圧力変換器の前記受圧板に取り付ける取り付け部とが備えられている。
従って、圧脈波検出用アタッチメントを使用するときは、圧脈波検出用アタッチメントの取り付け部を小型圧力変換器の受圧板に、例えば接着等により固定する。この取り付け部における前記受圧板との接触面の形状は、前記受圧板の可撓領域すなわち有効受圧領域内に配置可能な形状に構成されているので、圧脈波検出用アタッチメントにかかる力を全て前記受圧板で受け止めるように取り付けることができる。尚、前記取り付け部の前記受圧板への取り付け位置は、受圧板の可撓領域が外力に対して最も効率良く大きな撓みが得られる略中央部に取り付けるのが望ましい。
【０００６】
圧脈波検出用アタッチメントを装着した小型圧力変換器を使用して被験者の動脈圧圧脈波を検出するときは、圧脈波検出用アタッチメントの検出作用部を被験者の皮膚（例えば、橈骨動脈上の前腕上皮）に押し当てて使用し、動脈圧圧脈波が検出作用部及び取り付け部を経て小型圧力変換器にて検出され、電気信号として出力される。
すなわち、被験者の皮膚から受け取った圧脈波を、前記受圧板の可撓領域の全体に伝えるのではなく、前記受圧板が効率良く撓む可撓領域の中央部に集中して伝えることが可能となって、効率良く圧脈波を検出できるものとなる。
しかも、汎用の小型圧力変換器自体は、それの受圧板の支持構造等との関係で、必ずしも圧脈波の検出には適していない場合もあるが、この圧脈波検出用アタッチメントを使用することで、汎用の小型圧力変換器を使用した場合でも、上述のように効率よく圧脈波を検出することが可能となる。例えば、図１２（ｂ）に示すような小型圧力変換器では、受圧板１０１を被験者の皮膚に押圧すると、圧脈波の検出に寄与しない支持体１０２の端部で皮膚の応力の多くの部分を受けることになり、圧脈波の検出効率を低下させるが、上記圧脈波検出用アタッチメントを使用することで、このような問題を回避して圧脈波の検出効率を向上させることができる。
又、圧脈波検出用アタッチメントは、前記取り付け部を有する突起状の受圧板側部材と、前記検出作用部を有する皮膚側部材とが設けられ、前記受圧板側部材と前記皮膚側部材とが相対的に姿勢変化するように接続可能に構成されている。
従って、測定時に被験者の圧脈波検出部位の姿勢が変化しても、その姿勢の変化を前記受圧板側部材と皮膚側部材との相対的な姿勢変化によって吸収することができるので、種々の状況に柔軟に対処でき、安定的に圧脈波の測定を行うことができる。
【０００７】
又、上記請求項２記載の構成を備えることにより、圧脈波検出用アタッチメントは、前記検出作用部の前記皮膚との接触面積が、前記取り付け部と前記受圧板との接触面積よりも大となっている。
従って、広い面積で被験者の皮膚からの圧脈波を受け入れて、その圧脈波を受圧板の略中央部に集中して伝えることが可能となり、より一層圧脈波の検出効率を向上することができる。
【０００８】
又、上記請求項３記載の構成を備えさせることにより、皮膚側部材の突起と受圧板側部材との接触によって、受圧板側部材と皮膚側部材とは相対的に姿勢変化可能になる。また、圧脈波の計測時においては、皮膚側部材が粘着剤又は粘着シートによって被験者の皮膚に貼り付け固定され、その貼り付け面が圧脈波を検出するための検出作用部となる。
そして、皮膚側部材を粘着強度の弱い粘着剤又は粘着シートによって貼り付け固定することで、その皮膚側部材を被験者の皮膚から取り外すときも、被験者に苦痛を与えることなく容易に取り外すことができ、皮膚側部材を繰り返し使用できる。
【０００９】
又、上記請求項４記載の構成を備えることにより、圧脈波検出具は、外力の作用により撓み可能に支持されている受圧板と、その受圧板の撓みを電気信号に変換する圧電変換手段と、前記受圧板の一方の面の可撓領域の略中央部に連なる状態で備えられると共に、被験者の皮膚と接触する検出作用部から受けた動脈圧圧脈波を前記受圧板に伝える圧脈波伝達部材とが設けられて構成されている。
この圧脈波検出具を使用して被験者の動脈圧圧脈波を検出するときは、前記検出作用部を被験者の皮膚（例えば、橈骨動脈上の前腕上皮）に押し当てて使用し、動脈圧圧脈波が検出作用部から圧脈波伝達部材を経て受圧板に入力されると、この圧脈波が圧電変換手段にて電気信号に変換されて出力される。
すなわち、被験者の皮膚から受け取った圧脈波を、前記受圧板の可撓領域の全体に伝えるのではなく、前記受圧板の可撓領域の略中央部に集中して伝えられ、効率良く圧脈波を検出できる。
又、前記圧力伝達部材は、前記検出作用部を有する皮膚側部材と、動脈圧圧脈波の伝達経路において前記皮膚側部材よりも前記受圧板側に配置される突起状の受圧板側部材とによって構成され、前記皮膚側部材と前記受圧板側部材とが相対的に姿勢変化可能に接続されている。
従って、測定時に被験者の圧脈波検出部位の姿勢が変化しても、その姿勢の変化を前記受圧板側部材と皮膚側部材との相対的な姿勢変化によって吸収することができるので、種々の状況に柔軟に対処でき、安定的に圧脈波の測定を行うことができる。
【００１０】
尚、念のために、圧脈波伝達部材等を受圧板の可撓領域の略中央部に連なる状態で備えることによって圧脈波の検出効率が向上する根拠を以下に説明する。以下の説明では、説明の簡単化のために受圧板が円板である場合を例にとって説明するが他の形状に対しても同様に成立する。
圧脈波の検出効率は、受圧板がそれに作用する力に対してどれだけ効率良く撓むか、として把握でき、受圧板の可撓領域に均一に荷重を加えた場合と、中央部に集中して荷重を加えた場合の夫々について受圧板の撓み量を求めることによって比較する。
【００１１】
先ず、この受圧板の可撓領域に対して、均一な面分布荷重を作用させたときは、弾性論・材料力学的見地からは「周辺固定の円板の面分布荷重による曲げ」の問題と見なされ、その時の受圧板の最大撓みδＡ は、
δＡ ＝ （３／１６）・（１−ｖ２ ）・（ｗａ４ ）／（Ｅｈ３ ） …… （１）
と表される。
但し、ｖ：受圧板の素材のポアソン比， Ｅ：受圧板の素材のＹｏｕｎｇ率，ａ：受圧板の可撓部分の有効半径， ｈ：受圧板の板厚， ｗ：可撓部分有効直径部分に作用する等分布荷重（面分布：単位面積当たり）
この結果から、等分布荷重ｗを面積分し、等価集中荷重Ｆに置き換えて上式に算出し直すと、
δＡ ＝ （３／１６）・（１−ｖ２ ）・（Ｆａ２ ）／（πＥｈ３ ）
となる。
但し、π：円周率， Ｆ：等価集中荷重 Ｆ＝πａ２ ・ｗ …… （２）
一方、この等価集中荷重Ｆに等しい集中荷重が受圧板の中心に作用していた場合の最大撓みδＢ は、「周辺固定の円板の集中荷重による曲げ」の問題の解析解として得られ、次式に示すものとなる。
δＢ ＝ （３／４）・（１−ｖ２ ）・（Ｆａ２ ）／（πＥｈ３ ） ……（３）
【００１２】
上記（２）式と（３）式を比較すればわかるように、定数係数以外の部分は同じであるから、最大撓みの大きさの比は、δＡ ：δＢ ＝ １：４となって、受圧板の可撓部分の中心に集中荷重を作用させた方が、受圧板を４倍効率良く撓ませることができることがわかる。上述の説明では、受圧板に作用する圧脈波圧力の面分布が等分布荷重と仮定しているが、分布荷重が位置に依存する変分布荷重であったとしてもその類似性は成り立つ。すなわち、外力が同じ大きさであれば、受圧板の可撓部分の中心により近い部分に力を作用させる荷重伝達あるいは圧力伝達の構造が有効となる。
【００１３】
又、上記請求項５記載の構成を備えることにより、前記検出作用部の被験者の皮膚との接触面積が、前記受圧板表面に沿った前記圧脈波伝達部材の存在面積よりも大となるように構成されている。
従って、広い面積で被験者の皮膚からの圧脈波を受け入れて、その圧脈波を受圧板の略中央部に集中して伝えることになり、より一層圧脈波の検出効率を向上することができる。
【００１４】
又、上記請求項６記載の構成を備えさせることにより、皮膚側部材の突起と受圧板側部材との接触によって、受圧板側部材と皮膚側部材とは相対的に姿勢変化可能になる。また、圧脈波の計測時においては、皮膚側部材が粘着剤又は粘着シートによって被験者の皮膚に貼り付け固定され、その貼り付け面が圧脈波を検出するための検出作用部となる。
そして、皮膚側部材を粘着強度の弱い粘着剤又は粘着シートによって貼り付け固定することで、その皮膚側部材を被験者の皮膚から取り外すときも、被験者に苦痛を与えることなく容易に取り外すことができ、皮膚側部材を繰り返し使用できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の圧脈波検出具の実施の形態を、橈骨動脈の圧脈波計測システムに使用した場合を例示して、図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
橈骨動脈の圧脈波計測システムＰＡは、図１に示すように、３個の圧脈波検出具ＭＨ（図１においては１個のみを図示している）と、圧脈波検出具ＭＨ内の流体圧を管理する流体管理系ＡＰと、圧脈波検出具ＭＨの検出信号の処理と解析とを行う信号処理系ＳＰと、圧脈波検出具ＭＨを移動駆動する移動機構ＭＭ（図４参照）とを主要部として構成され、図３に示すように圧脈波検出具ＭＨを被験者の皮膚（より具体的には、橈骨動脈上の前腕上皮）に押し当てて脈診を行うシステムである。
【００１６】
（圧脈波検出具ＭＨの構成）
圧脈波検出具ＭＨは、図１に概略断面を示すように、シリンダ２ａ及びピストン２ｂを備えた空気圧アクチュエータ２と、ピストン２ｂのロッド２ｃの先端に取り付けられた検出ヘッド３とが設けられている。
検出ヘッド３は、図２に示すように、前記ロッド２ｃの先端に固定される本体部３０と、橈骨動脈からの圧脈波を伝達する圧脈波伝達部材ＢＴの一部を構成する皮膚側部材３１とからなっている。
本体部３０は、弾性体等により形成された平板状の受圧板３０ｂと、その受圧板３０ｂの端縁を支持することにより受圧板３０ｂを外力の作用により撓み可能に支持する支持筐体３０ａと、受圧板３０ｂにおける筐体内側の面に取り付けられた圧力検出素子１とにより構成される小型圧力変換器に、前記皮膚側部材３１と共に圧脈波伝達部材ＢＴを構成する突起状の受圧板側部材３２が取り付けられて構成されている。この小型圧力変換器は、具体的には、定格負荷が１９．６ｋＰａ〜１９６ｋＰａ程度の歪みゲージ式小型圧力センサを用いるが、これ以外に、例えば、圧電ゴムによる静電容量型圧力トランスデューサや圧電素子を用いても良い。
【００１７】
圧力検出素子１は円形シート状に形成され、略円形の薄板状の受圧板３０ｂの一方の面の略中央部に取り付けられている。受圧板３０ｂが外力により撓むと、その受圧板３０ｂに取り付けられた圧力検出素子１も撓み、その撓み量に応じた電気信号が出力される。従って、受圧板３０ｂの可撓領域が小型圧力変換器の有効受圧領域となっており、円形シート状の圧力検出素子１は、受圧板３０ｂの撓みを電気信号に変換する圧力変換手段として機能する。
圧力検出素子１の具体例としては、歪みゲージを用いるが、これ以外に、例えば、圧電ゴムによる静電容量型圧力トランスデューサや圧電素子を用いても良い。
【００１８】
前記突起状の受圧板側部材３２は、それの取り付け部ＡＴが受圧板３０ｂの可撓領域の略中央部に接着等により取り付けられている。この受圧板３０ｂの取り付け位置をこのように設定しているのは、既に説明したように、最も効率良く受圧板３０ｂを撓ませることができる位置に受圧板側部材３２を装着して、圧脈波の検出効率を可及的に向上させるためである。
受圧板側部材３２の取り付け部ＡＴにおける受圧板３０ｂとの接触面の形状は略円形であり、その直径は、受圧板３０ｂの可撓部分である有効受圧領域（略円形）の直径の３／４〜１／２程度の小さな直径に設定してある。これによって、取り付け部ＡＴにおける受圧板３０ｂとの接触面の形状が、受圧板３０ｂの可撓領域内に配置可能となっている。
【００１９】
皮膚側部材３１は、高さが略０．３ｍｍ〜３ｍｍ程度の円柱状ベース３１ａと、その円柱状ベース３１ａの一方の面の中央部に形成された突起３１ｂとにより構成されている。尚、ここに表記した寸法は例示であり、円柱状ベース３１ａを構成する素材によってその機械的性質が異なるため、その素材により適宜寸法は変更可能である
円柱状ベース３１ａは計測時の押圧力に負けない曲げ剛性を有するように、例えば、硬質のＮＢＲゴム、銅，黄銅，アルミ合金，ステンレス鋼等の金属、あるいは、ＡＢＳ樹脂やエポキシ樹脂等の工業用樹脂から形成されている。突起３１ｂや受圧板側部材３２の材質も、円柱状ベース３１ａと同じもので良い。後述のように被験者の皮膚と接触する円柱状ベース３１ａの下面の面積は、受圧板３０ｂの全体面積とほぼ等しく、受圧板表面に沿った圧脈波伝達部材ＢＴの存在面積よりも、換言すると、前記取り付け部ＡＴの受圧板３０ｂとの接触面積よりも大となるようにしてある。
この突起３１ｂの先端面は略球面の凸曲面に形成されており、突起３１ｂと接する受圧板側部材３２は、突起３１ｂの凸曲面と接する部分が略球面の凹曲面に形成されている。但し、受圧板側部材３２を凸曲面とし、突起３１ｂを凹曲面としても良い。又、上記凸曲面又は凹曲面は放物面等の非球面であっても良い。
【００２０】
突起３１ｂの凸曲面の曲率と受圧板側部材３２の凹曲面の曲率との関係は、図２（ｂ）に示すように突起３１ｂと受圧板側部材３２とを接触させたときに、本体部３０と皮膚側部材３１との間で回転自由度を有しつつ点接触あるいは微小面積部分での面接触の接触状態となるように、受圧板側部材３２の凹曲面の曲率半径が突起３１ｂの凸曲面の曲率半径と同等かそれよりも大きな値に設定してある。これらの曲率は具体的には数ｍｍ〜十数ｍｍ程度で良い。これによって、受圧板側部材３２と皮膚側部材３１とは相対的に姿勢変化可能となっている。又、受圧板側部材３２の凹曲面及び突起３１ｂの凸曲面の表面はスパッタリング法や蒸着法、あるいは、メッキ法等による硬質金属薄膜を形成して、耐摩耗性を向上させることも好ましい。
【００２１】
圧脈波の計測時においては、図２に示すように、皮膚側部材３１が粘着強度の弱い粘着剤又は粘着シートによって被験者の橈骨動脈上の前腕上皮に貼り付け固定され、その貼り付け面が圧脈波を検出するための検出作用部ＳＨとなる。皮膚側部材３１を粘着強度の弱い粘着剤又は粘着シートによって貼り付け固定することで、その皮膚側部材３１を被験者の皮膚から取り外すときも、被験者に苦痛を与えることなく容易に取り外すことができ、皮膚側部材３１を繰り返し使用できる。
以上のように、受圧板側部材３２及び皮膚側部材３１により構成される圧脈波伝達部材ＢＴは、受圧板３０ｂを備えた小型圧力変換器にて被験者の圧脈波を検出するための圧脈波検出用アタッチメントとしての意義を有する。
【００２２】
（流体管理系ＡＰの構成）
流体管理系ＡＰは、各圧脈波検出具ＭＨの夫々に対して、前腕上皮に対して検出作用部ＳＨを押圧駆動する押圧駆動手段ＰＤと、押圧駆動手段ＰＤによる前腕上皮に対する押圧力を制御する押圧制御手段ＰＣとを備えて構成されている。
押圧駆動手段ＰＤは、図１に概略的に示すように、フィルタ１３が備えられた外気取り入れ口から取り入れた空気を配管系を通してシリンダ２ａの押圧駆動側給気口２ｄ又は押圧解除側給気口２ｅへ供給する電動圧縮ポンプ１１と、脈流を防ぎ安定した空気供給を行うためのアキュムレータ１０と、空気流の逆流を防止するための逆止弁９と、押圧駆動側給気口２ｄへの空気流の流量制御を行う流量制御電磁弁７ａと、配管系内の圧力を観察するための圧力計６と、押圧解除時に空気を逃がすための流量制御電磁弁７ｂと、安全装置としてのリリーフ弁１４ａと、押圧解除側給気口２ｅへの空気流の流量制御を行う流量制御電磁弁８ａと、押圧駆動時に空気を逃がすための流量制御電磁弁８ｂと、安全装置としてのリリーフ弁１４ｂとが設けられている。
【００２３】
押圧制御手段ＰＣは、図１に示すように、プログラマブルコントローラ１７にて構成され、プログラマブルコントローラ１７には、圧力計６からの信号が入力されると共に、各流量制御電磁弁７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ夫々に対して流量制御信号が出力されている。
押圧制御手段ＰＣは、各流量制御電磁弁７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂを制御することによりシリンダ２ａ内の流体圧を変化させて、検出作用部ＳＨの前腕上皮に対する押圧力を制御する。
【００２４】
（移動機構ＭＭの構成）
移動機構ＭＭは、図４に示すように、３個の圧脈波検出具ＭＨを橈骨動脈の長手方向に沿って一列に支持する支持ブロック１８を支持して昇降駆動するＺ軸ステージ１９と、そのＺ軸ステージ１９を支持して橈骨動脈の長手方向に移動駆動するＸ軸ステージ２０と、そのＸ軸ステージ２０を支持してＸ軸ステージ２０の移動方向と直行する方向に水平移動するＹ軸ステージ２１とが、被験者の手首の載置台と兼用のベース２２上に設けられている。
上記３個の圧脈波検出具ＭＨは、図示を省略する制御ボックスからの指示によって、Ｚ軸ステージ１９の昇降モータ１９ａを駆動して圧脈波検出具ＭＨを昇降させると共に、前記制御ボックスからの指示によってＸ軸ステージ２０のＸ軸モータ２０ａとＹ軸ステージ２１のＹ軸モータ２１ｂとを作動させることにより、圧脈波検出具ＭＨを被験者の前腕上皮に沿って移動させることができる。尚、この移動機構ＭＭとしては、上述のように各モータにて移動駆動する構成の他に、各ステージ１９，２０，２１を手動操作で駆動する機構としても良い。この場合、マイクロメータに類似の微調整機構を備えるのが望ましい。
【００２５】
（信号処理系ＳＰの構成）
信号処理系ＳＰは、電気抵抗値の変化として得られる圧力検出素子１の出力信号を増幅して電圧信号として出力する歪みアンプ１５と、歪みアンプ１５の出力信号を演算処理する演算処理部１６と、測定データと診断症例との対応関係を示すデータや脈診熟練者の触診押圧力のデータ等を記憶しているデータベースＤＢとが設けられている。
演算処理部１６には、歪みアンプ１５の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ１６ａと、Ａ／Ｄコンバータ１６ａの出力データを記憶するデータ記憶ユニット１６ｂと、そのデータ記憶ユニット１６ｂに記憶された測定データを所定の処理手順に従って演算処理する演算ユニット１６ｃと、その演算ユニット１６ｃにて実行される所定の処理手順を記憶している解析手続記憶ユニット１６ｄと、測定データや演算ユニット１６ｃでの処理結果等を表示するためのモニタ１６ｅとが設けられている。尚、データ記憶ユニット１６ｂには、詳しくは後述するが、押圧制御手段ＰＣが制御する押圧力の変化プロファイルを設定変化パターンとして複数記憶しており、押圧制御手段ＰＣは、この設定変化パターンに従って被験者の前腕上皮に対する押圧力を時間的に変化させる。又、データベースＤＢは、イーサネットやＬＡＮなどのオンライン・ネットワークにより、他の情報端末からアクセス可能に構成され、その情報端末において演算処理部１６の解析手続きと解析事項以外の追加的解析を行えるようになっている。
【００２６】
（測定手順）
次に、上記構成の圧脈波計測システムＰＡによる測定手順を演算ユニット１６ｃによって実行される図５フローチャート等に基づいて説明する。
先ず、圧脈波計測システムＰＡによる計測の事前準備として、被験者の橈骨動脈上の前腕上皮に検出ヘッド３の皮膚側部材３１を貼り付けた状態で、その手首を移動機構ＭＭのベース２２上に載置し、圧脈波検出具ＭＨの下端すなわち検出ヘッド３の受圧板側部材３２が前記皮膚側部材３１にごく軽く接触するように圧脈波検出具ＭＨを降下させる。
【００２７】
被験者の手首を適正に位置決めした後、押圧駆動手段ＰＤにより圧脈波が検出できる下限の押圧力（以下、単に「下限押圧力」という）と、押圧力を増大させたときの圧脈波が検出できる上限の押圧力（以下、単に「上限押圧力」という）とを測定する。又、上記の下限の押圧力と上限の押圧力とは、従来からの血圧測定法により測定した被験者の最高血圧と最低血圧とによって便宜的に代用しても良いが、計測作業の標準化を図るためには上述した上限及び下限の押圧力を事前計測したものを用いる方が望ましい。
【００２８】
上述のような事前準備が完了した後に、図５に示す処理を開始する。
すなわち、先ず、モニタ１６ｅに表示される操作案内に従って、図示しない入力操作手段から、データ記憶ユニット１６ｂに記憶されている複数の前記設定変化パターンのうちから何れを使用するかを選択する（ステップ＃１）。この設定変化パターンとしては、多くの事前計測調査により求めた脈診熟練者の押圧力の変化プロファイルと、独自且つ任意に設定した押圧力の変化プロファイルとがある。尚、この変化プロファイルは、３つの圧脈波検出具ＭＨに対して共通に設定しても良いが、夫々別個に設定するのがより望ましい。
脈診熟練者のプロファイルを選択したときは、データベースＤＢに記憶されている脈診熟練者の押圧力の変化プロファイルをデータ記憶ユニット１６ｂに取り込む（ステップ＃２）。この脈診熟練者の押圧力の変化プロファイルは、圧脈波を検知できる下限の押圧力（すなわち下限押圧力）と圧脈波を検知できる上限の押圧力（すなわち上限押圧力）との範囲で、押圧力の変化の速度及び加速度として記憶されており、その脈診熟練者の押圧力の変化プロファイルを被験者に適合する変化プロファイルに変換する変換処理を解析手続記憶ユニット１６ｄから読み出して実行する（ステップ＃３）。
【００２９】
この変換処理は、脈診熟練者の押圧力の変化プロファイルにおける下限押圧力及び上限押圧力が、先に求めた被験者の下限押圧力及び上限押圧力に夫々一致するように脈診熟練者の押圧力の変化プロファイルを変形させる処理であり、具体的には、データベースＤＢから取り込んだ速度及び加速度で表現された変化プロファイルを積分処理して時間と押圧力との関係に変換する処理と、その時間と押圧力との関係における境界条件が先に求めた被験者の下限押圧力及び上限押圧力に一致するように押圧力の軸について圧縮又は伸長する処理と、それらのデータをいわゆるカーブフィッティング等により関数式化する処理とを実行する。尚、この関数式の形態としては、種々の関数が適用可能であり、又、すべてのデータの存在範囲で単一の関数式として表現しても良いし、Ｂ−スプライン関数による区分多項式として求めても良い。あるいは、不連続な段階的変化を表現するステップ関数であっても良い。更に、境界条件として下限押圧力及び上限押圧力をそのまま用いずに、例えば下限押圧力及び上限押圧力の±１０％変化させた値を境界条件として用いる等、下限押圧力及び上限押圧力と一定の関係を有していれば、具体的な境界条件は種々に変更可能である。
【００３０】
一方、脈診熟練者のプロファイルを利用せず、任意に設定したプロファイルを選択した場合は、データ記憶ユニット１６ｂに記憶されている関数式を用いる。この関数式は上述のように任意に設定されたものであり、任意に書き換え可能で且つ複数の関数式がデータ記憶ユニット１６ｂに記憶されており、複数の関数式から何れかを選択して使用することができる。
このように予め記憶されている関数式を用いる場合も、上述の脈診熟練者のプロファイルを利用する場合と同様に、被験者の下限押圧力及び上限押圧力のデータを利用して、記憶されている関数式を被験者に適合する変化プロファイルに変換する（ステップ＃４）。この変換のために、記憶されている関数式に対応する下限押圧力と上限押圧力との差が被験者の下限押圧力と上限押圧力との差に一致するように前記関数式を押圧力の軸で圧縮又は拡大するように前記関数式の各係数を変更するためのデータテーブルがデータ記憶ユニット１６ｂに記憶されており、このデータテーブルによる関数式の変形と、下限押圧力及び上限押圧力の絶対値を一致させる処理とを行う。この演算処理手順も解析手続記憶ユニット１６ｄに記憶されている。
【００３１】
尚、予め記憶されている関数式を被験者に適合する変化プロファイルに変換するについては、上述のように被験者の下限押圧力及び上限押圧力の両方を考慮するのではなく、記憶されている関数式に対応する上限押圧力のみを被験者の上限押圧力に一致させる処理、すなわち、前記関数式の定数項のみを変更するようにしても良いし、又、上述の脈診熟練者の変化プロファイルと同様に、任意の設定するプロファイルも押圧力変化の速度及び加速度として設定しておき、脈診熟練者の変化プロファイルを選択したときと同様のアルゴリズムによって被験者に適合した押圧力の変化プロファイルを求めても良い。
【００３２】
上述のようにして、被験者の下限押圧力及び上限押圧力に適合した押圧力の変化プロファイルを関数式の形で求めると、次に、プログラマブルコントローラ１７から流量制御電磁弁７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂへの制御信号の送出周波数に一致した周期で、求めた関数式から押圧力をサンプリングし、押圧力を変化させる時系列データを生成し、プログラマブルコントローラ１７に送信する（ステップ ＃５）。
これに伴って、プログラマブルコントローラ１７は、流量制御電磁弁７ｂ，８ａを全閉状態とすると共に、受け取った押圧力のデータに応じて流量制御電磁弁７ａを開き操作し、空気圧アクチュエータ２のロッド２ｃによる検出ヘッド３の押圧を開始する。このとき、流量制御電磁弁８ｂは、全開状態又は設定開度に調整しておけば良い。
この流量制御電磁弁７ａの開き操作においては、押圧力のデータと流量制御電磁弁７ａの開度とをデータテーブル又は所定の関係式にて対応付けておくか、あるいは、圧力検出素子１の出力信号から圧脈波の信号成分をフィルタにて除去することにより、押圧駆動手段ＰＤにて付与した押圧力による内圧の成分抽出し、その信号が押圧力のデータに一致するように流量制御電磁弁７ａの開度を制御しても良い。
【００３３】
押圧駆動手段ＰＤの作動により検出ヘッド３の前腕上皮に対する押圧力が上昇すると、検出作用部ＳＨが被験者の前腕上皮を押圧して行き、図２（ｂ）の下部に示すような前記押圧力に対する応力が検出作用部ＳＨに作用する。
従って、検出作用部ＳＨでは、前腕上皮との接触面に作用する圧脈波の面分布を積分する形で圧脈波伝達部材ＢＴを構成する皮膚側部材３１及び受圧板側部材３２に順次伝える。このようにして伝えられた圧脈波は、等価集中荷重として受圧板３０ｂの略中央部に作用して既に説明したように受圧板３０ｂを効果的に撓ませる。すなわち、広い面積で前腕上皮の圧脈波を集めることと、その集めた圧脈波を受圧板３０ｂの略中央部に集中させることとが相まって、圧脈波の検出効率を一層向上させることができるのである。
【００３４】
上述のように設定された押圧力の変化プロファイルが、押圧力の上昇時は一定速度（φ）で上昇し且つ押圧力の下降時も一定速度（ψ）で下降するように変化するように設定された場合を例にとって説明すると、圧力検出素子１の検出信号の時間変化を示す図６（ａ）のように、空気圧アクチュエータ２による押圧力が上昇して検出作用部ＳＨと被験者の前腕上皮との接触状態が強くなると橈骨動脈からの圧脈波が受圧板３０ｂに伝わり受圧板３０ｂが微少変位するようになる。尚、図６（ｂ）は押圧駆動手段ＰＤで設定している押圧力を示し、図６（ｃ）は圧脈波の成分のみを示している。
演算ユニット１６ｃは、プログラマブルコントローラ１７による押圧力の上昇と平行して、圧力検出素子１の出力信号をデータ記憶ユニット１６ｂに時系列データとして記憶して行く（ステップ＃６）。
設定された押圧力の変化プロファイルに従って、一定速度（φ）による押圧力の上昇が完了すると、前記被験者の下限押圧力と上限押圧力との間で設定されている一定押圧力となる状態で流量制御電磁弁７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂを閉じ、その一定押圧力の状態を維持する。このとき、図６（ａ）の「一定押圧力」において示すような信号が得られる。この状態で複数周期に亘って圧脈波のデータをデータ記憶ユニット１６ｂに記憶する（ステップ＃７）。
【００３５】
一定押圧力の下での測定を設定時間又は圧脈波の設定周期分についてのデータの収集が終了すると、更に、上述のように設定された変化プロファイルに従って、押圧力を一定速度（ψ）で下降させる。この押圧力の下降時は、流量制御電磁弁７ａ，８ｂを全閉状態とすると共に、受け取った押圧力のデータに応じて流量制御電磁弁８ａを開き操作し、空気圧アクチュエータ２のロッド２ｃによる検出ヘッド３の押圧力を下降させる。このとき、流量制御電磁弁７ｂは、全開状態又は設定開度に調整しておけば良い。又、このときの流量制御電磁弁８ａに対する制御態様は、上述の流量制御電磁弁７ａに対するものと同様である。
押圧力を下降させているときも、図６（ａ）の「押圧力下降過程」で示すような、その間の圧脈波の測定データをデータ記憶ユニット１６ｂに記憶する（ステップ＃８）。
以上の処理によって、前腕上皮のある位置（３点で測定）での圧脈波の測定を完了し、以降は測定データの解析作業に移行するのであるが、更に詳細なデータを収集するために移動機構ＭＭを動作させて各圧脈波検出具ＭＨをＸ軸方向に移動させて各測定位置で上述の圧脈波の測定を行い、一つの圧脈波検出具ＭＨにて複数点で圧脈波のデータを得るようにしても良い。
尚、押圧力の上昇及び下降の速度は、必ずしも一定速度でなくても良く、多段線形的あるいは非線形的に増減させても良い。
【００３６】
（測定データの解析）
これまでの処理によって被験者の圧脈波のデータの取得が完了し、測定したデータの解析作業に移行する。
この解析作業では、先ず、図６（ａ）に示すような測定データを、押圧駆動手段ＰＤにて付与した内圧の成分（図６（ｂ）に示すもの）と圧脈波自体による信号成分（図６（ｃ）に示すもの）とに分離する（ステップ＃９）。この分離処理は、例えば、図６（ａ）の測定データから、既知のデータである図６（ｂ）のデータを減算することによって行う他、フーリエ解析によって計測全圧の周波数スペクトルを求め、低周波数成分である図６（ｂ）の信号をフィルタリングによりカットし、図６（ｃ）の脈圧変動成分のみを抽出する演算処理を施してもよい。
【００３７】
続いて、各瞬間の押圧力（すなわち、図６（ｂ）に示す押圧駆動手段ＰＤによる内圧成分）を用いて、対応する瞬間の圧脈波変動成分を正規化する（ステップ＃１０）。
すなわち、圧脈波検出具ＭＨをＸ軸方向に移動させて複数点で圧脈波を測定した場合は、同一時刻における各計測点の圧脈波Ｐｗｉと各計測点の押圧駆動手段ＰＤによる押圧力（厳密には、発生させた押圧力による内圧）Ｐｘｉから正規化圧脈波を次式
Ｐ＊ ｗ ＝ Ｐｗｉ／Ｐｘｉ ……… （４）
で算定する。上付添え字の＊は予圧による正規化により圧脈波が無次元化されたことを示す。又、このＰ＊ ｗ を各計測点ｘｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）についてプロットすると図７（ａ）に例示する正規化圧脈波分布曲線が得られる。尚、この各計測点のデータについては、圧脈波検出具ＭＨをＸ軸方向に移動させるのではなく、３つの圧脈波検出具ＭＨの計測点を計測点ｘ１，ｘ２，ｘ３として上記（１）式を適用しても良い。この場合は、圧脈波検出具ＭＨを増設すると更に有効なデータが得られる。
【００３８】
上述のように正規化を施す理由を簡単に説明すると、圧力検出素子１にて検出する圧脈波の信号レベルの大小は、押圧駆動手段ＰＤによる押圧力の強弱に依存し、押圧力が大であれば圧脈波のレベルも大となるので、得られたデータをそのまま評価していたのでは、二つのデータを比較したとき信号レベルが同じ程度であっても実際の圧脈波の強度が全く異なる場合があるので、生の測定データと併せて触診押圧力に相当する押圧駆動手段ＰＤの押圧力により正規化した圧脈波を参照データとして用いるのである。尚、このような正規化処理に併せて測定された圧脈波圧力そのもので正規化した圧脈波圧力を参照してもよい。具体的には、各瞬間の圧脈波波形においてその圧脈波速度が最大となる時の圧脈波圧力、換言すると圧脈波立ち上がりの時の圧脈波圧で正規化したものを参照してもよい。
【００３９】
同様に、任意の一点の計測点における圧脈波変動成分も予圧により正規化され、計測時刻ｔ＝ｔｊ における正規化圧脈波は次式から得られる。
Ｐ＊ ｔ ＝ Ｐｔｊ／Ｐｘｉ ……… （５）
このＰ＊ ｔ を経過時間でプロットすると、図７（ｂ）に例示する計測時間−正規化圧脈波曲線が得られる。
【００４０】
次に、図７（ａ）に例示する正規化圧脈波分布曲線を位置座標ｘ１ からｘｎ まで次式により定積分し、位置平均脈圧Ｐ＊ ｗｍを求める（ステップ＃１１）。
この算出手順を詳細に説明すると、上記定積分結果は、図７（ａ）中のハッチング部分である「Ｐ＊ ｗｓ」で示されている部分である。
【数１】
Ｐ＊ ｗｍ ＝ Ｐ＊ ｗｓ／（ｘｎ −ｘ１ ） ………（７）
図７（ａ）に例示するデータにおける位置平均脈圧Ｐ＊ ｗｍは、図７（ａ）の太い一点鎖線で示されている値である。このように求めた値は、データベースＤＢに登録されて保存される。
ここからさらに、正規化圧脈波のピーク値と位置平均脈圧Ｐ＊ ｗｍとの差も算定できる。例えばこの差が大きく、かつ定積分値も大きければ強い脈を呈していると言える。このように上述の各解析結果および正規化圧脈波分布曲線の様相を参照することで、同結果と従来の脈診における基本的かつ官能的評価、例えば脈の浮き沈み、強弱およびそれらの経時変化の結果などと対照評価できて、客観的な議論が行える環境を得ることができるようになる。
【００４１】
次に、図７（ｂ）に示される計測時間−正規化圧脈波曲線に対して時間ｔ＝ｔ１ 〜ｔ＝ｔｍ の区間で時間定積分を次式で実行し、時間平均脈圧Ｐ＊ ｔｍを求める（ステップ＃１２）。
この算出過程を詳細に説明すると、先ず、同図のハッチング部分で示されるその定積分値Ｐ＊ ｔｓを下式によって算定する。
【数２】
Ｐ＊ ｔｍ ＝ Ｐ＊ ｔｓ／（ｔｍ−ｔ１） ………（９）
図７（ｂ）に例示する測定データでは、時間平均脈圧Ｐ＊ ｔｍは、図７（ｂ）の太い一点鎖線で示されている値である。このように求めた値は、上述の場合と同様に、データベースＤＢに登録されて保存される。
ここからさらに、正規化圧脈波のピーク値と時間平均脈圧Ｐ＊ ｔｍとの差も算定できる。例えばこの差が大きく、かつ定積分値も大きければ強くはっきりとした脈を呈していると言える。このように上述の各解析結果および予圧正規化圧脈波分布曲線の様相を参照することで、同結果と従来の脈診における基本的かつ官能的評価、例えば脈の浮き沈み、強弱、鋭さ鈍さおよびそれらの経時変化の結果などと対照評価できて、客観的な議論が行える環境を得ることができるようになる。
【００４２】
続いて、やはり計測時間−正規化圧脈波曲線を用いて、一階および二階の時間微分を施すことにより、正規化圧脈波速度Ｐ＊ ｔｖと正規化圧脈波加速度Ｐ＊ ｔａとを算定する（ステップ＃１３）。
この算定プロセスは、まず計測時間−予圧正規化圧脈波曲線より次式にて正規化圧脈波速度Ｐ＊ ｔｖを算定する。
Ｐ＊ ｔｖ ＝ ∂Ｐ＊ ｔ ／∂ｔ ………（１０）
これを時間軸でプロットすると、図７（ｃ）に例示する同一計測点の正規化圧脈波速度曲線が求まる。
この解析には２つの目的がある。まずひとつには、計測時間−正規化圧脈波曲線の曲線プロファイルのプロファイル形状特性を強調抽出し、圧脈波の急峻あるいは緩やかな変化の特徴を圧脈波の大小の評価から切り離して評価できるようにするためと、もうひとつは、心臓左室収縮性、すなわち心臓をポンプに例えたときの単位時間拍出および単位時間揚程能力を示す機能を評価するためで、これが速いと力強いタフな心臓といえる。ただし、橈骨動脈の血管が緊張により硬直していたり、動脈硬化していたりする場合の影響部分も含まれるので、正規化圧脈波の大きさや容積脈波など他の計測結果との兼ね合いで議論されることが望ましい。
【００４３】
同様にして、正規化圧脈波加速度Ｐ＊ ｔａも次式により算定される。
Ｐ＊ ｔａ ＝ ∂２ Ｐ＊ ｔ ／∂２ ｔ ………（１１）
これを時間軸でプロットすると、図７（ｄ）に例示する正規化圧脈波加速度曲線が得られる。
これにより、計測時間−正規化圧脈波曲線の曲線プロファイルのプロファイル形状特性をさらに強調抽出し、圧脈波の急峻あるいは緩やかな変化の特徴を圧脈波の大小の評価から切り離して評価できるようなる。また、同時に正規化圧脈波速度曲線の曲線プロファイル形状を強調抽出し、その特徴を捉えることで、これまでの経験的官能的評価との対照評価が可能となる環境を得られる。
これらの算定結果は、データベースＤＢに登録され保存されるので、上述の測定及び解析を繰り返して、そのデータを蓄積することで、より深い中医学理論や経験的評価事項との間で新たな対照評価が可能となる。又、データベースＤＢに対してインタラクティブにアクセスできて、数値情報、可視化情報、それらの全部または部分的抽出情報を、例えばＬＣＤタブレット装置、マウス、デジタイザなどのポインティングデバイスにより取り出せるようになっているとより好ましい。
上述のようにして求めた計測時間−正規化圧脈波曲線，位置平均脈圧Ｐ＊ ｗｍ，時間平均脈圧Ｐ＊ ｔｍ，正規化圧脈波速度曲線及び正規化圧脈波加速度曲線等は、モニタ１６ｅに表示される（ステップ＃１４）
【００４４】
〔第２実施形態〕
次に図８を引用して、参考例としての第２実施形態について説明する。
本第２実施形態は、圧脈波伝達部材ＢＴの構成が上記第１実施形態と異なるのみで、他の部分の構成は上記第１実施形態と全く共通である。
本第２実施形態の圧脈波伝達部材ＢＴ（換言すると、「圧脈波検出用アタッチメント」）は、上記第１実施形態の圧脈波伝達部材ＢＴが受圧板側部材３２及び皮膚側部材３１の２つの部品から構成されているのに対して、単一の部品として構成している点で異なる。
【００４５】
すなわち、本第２実施形態における圧脈波伝達部材ＢＴは、図８（ａ）に示すように、下面が前記検出作用部ＳＨとなる円柱状ベース４０ａ上に鼓型形状の突起４０ｂを備えたものであり、突起４０ｂの上端が小型圧力変換器の受圧板３０ｂに取り付けるための取り付け部ＡＴとなっている。この突起４０ｂの高さと円柱状ベース４０ａの直径との寸法比は、高さ／直径＝１／５以下となることが望ましい。
図８（ａ）に示す圧脈波伝達媒体においても、取り付け部ＡＴにおける受圧板３０ｂとの接触面の形状は略円形であり、その直径は、受圧板３０ｂの可撓部分である有効受圧領域（略円形）の直径の３／４〜１／２程度の小さな直径に設定してある。これによって、取り付け部ＡＴにおける受圧板３０ｂとの接触面の形状が、受圧板３０ｂの可撓領域内に配置可能となっており、具体的には、受圧板３０ｂの可撓領域の略中央部に接着等により固定してある。
【００４６】
又、円柱状ベース４０ａの下面の面積は、受圧板３０ｂの全体面積とほぼ等しく、支持筐体３０ａ受圧板表面に沿った圧脈波伝達部材ＢＴの存在面積よりも、換言すると、前記取り付け部ＡＴの受圧板３０ｂとの接触面積よりも大となるようにしてあるのも、上記第１実施形態と同様である。
従って、図８（ａ）に示す圧脈波伝達部材ＢＴも、円柱状ベース４０ａの底面より分布荷重として受ける圧脈波を面積分するような形で集め、それを等価集中荷重として受圧板３０ｂの略中央部に集中して作用させ、圧脈波の検出効率を向上させている。
【００４７】
圧脈波伝達部材ＢＴの形状のバリエーションとしては、図８（ｂ）に示すように、円柱状ベース４２ａの上に外形輪郭をバレル状とした突起４２ｂを備えて形成し、せん断荷重及び曲げモーメントに対して横剛性を増加させた形状に構成しても良い。
更に、図８（ｃ）に示すように、下面の面積が受圧板３０ｂの全体面積よりも広くした円柱状ベース４４ａの上に突起４４ｂを備えるように圧脈波伝達部材ＢＴを構成しても良い。これによって、受圧板３０ｂに作用させる圧脈波の等価集中荷重をより大きくすることができ、より効果的に圧脈波を検出することができる。
図８（ｃ）に示す圧脈波伝達部材ＢＴでは、上述のように円柱状ベース４４ａの面積を広くした場合でも、受圧板３０ｂに非対称な曲げモーメントが作用しにくいように、取り付け部ＡＴと受圧板３０ｂとの接触面積は、受圧板３０ｂの可撓領域の７０〜８０％を占めるように接着接合し、突起４４ｂの外形輪郭も円柱状ベースに向かって広がるテーパ形状としてある。
【００４８】
〔第３実施形態〕
次に図９及び図１０を引用して、参考例としての第３実施形態について説明する。
本第３実施形態も、圧脈波伝達部材ＢＴの具体形状が上記第１実施形態と異なるのみで、他の部分は上記第１実施形態と共通である。
本第３実施形態における圧脈波伝達部材ＢＴは、上記第１実施形態や上記第２実施形態では、被験者の皮膚に接触する部分を円柱状ベース３１ａ，４０ａ，４２ａ，４４ａとして接触面積を広くとっているのに対して、皮膚との接触面を凸曲面に形成した突起物４７にて構成されている。
突起物４７は、硬質のＮＢＲゴムまたはＡＢＳ樹脂やエポキシ樹脂などの工業用樹脂など材料で形成され、その先端形状は曲率半径が１ｍｍ〜数ｍｍ程度の球面状に形成されて、突起の高さが１ｍｍ〜数ｍｍとなっている。
受圧板３０ｂの可撓面積（有効受圧面積）は、突起物４７と受圧板３０ｂとの接触面の面積よりも大となっており、具体的には、突起物４７と受圧板３０ｂとの接触面の直径が、受圧板３０ｂの有効受圧面の直径の３／４〜１／３程度に設定してある。
この突起物４７は、図９に示すように内部に中空部分が存在しないものであっても良いし、又、図１０に示すように内部が中空となっていても良い。更に、突起物４７の外形形状は、非球面状に形成しても良いし、あるいは、円錐状に形成しても良い。
【００４９】
〔第４実施形態〕
次に、図１１を引用して参考例としての第４実施形態を説明する。
本第４実施形態は、上記第１実施形態では、空気圧アクチュエータ２のピストン２ｂを移動駆動して押圧力を付与する構成としているのに対して、空気圧にて直接的に押圧力を発生させる構成としており、それに伴って、圧脈波を検出するための構成も上記第１実施形態とは異なる。
以下、具体的に本第４実施形態の構成を説明する。
本第４実施形態の圧脈波検出具ＭＨは、円筒状の筐体５０の一方の開口に上述の支持筐体３０ａ，受圧板３０ｂ及び圧力検出素子１を備えた小型圧力変換器を取り付け、他方の開口に弾性体又は粘弾性体にて形成した外方に向けて凸状の膜状部材５１を取り付けて構成されると共に、筐体５０の内部には、ピストン５２と、そのピストン５２の略中央部と受圧板３０ｂの略中央部との間に掛け渡された弾性バネ部材５３とが備えられている。尚、筐体５０の内部空間における弾性バネ部材５３の存在箇所の周壁には、この部分と外部とを連通する通気口５４が形成されている。
【００５０】
この構成の圧脈波検出具ＭＨに対する押圧駆動手段ＰＤは、ピストン５２と膜状部材５１との間の空間の空気圧を調整することにより、所望の押圧力を発生させる構成であり、具体的には、図１１に示すように、空気供給側において、フィルタ１３が備えられた外気取り入れ口から取り入れた空気を配管系を通して筐体５０の周壁に形成された空気供給口５５へ供給する電動圧縮ポンプ１１と、脈流を防ぎ安定した空気供給を行うためのアキュムレータ１０と、空気流の逆流を防止するための逆止弁９と、空気流の流量制御を行う供給側流量制御電磁弁７と、配管系内の圧力を観察するための圧力計６とが設けられ、空気排出側において、筐体５０の周壁に形成された空気排出口５６からの排気の流量制御を行う排出側流量制御電磁弁８と、安全装置としてのリリーフ弁１４とが設けられている。
【００５１】
上記構成の圧脈波検出具ＭＨは、検出作用部ＳＨとなる膜状部材５１を被験者の皮膚（具体的には、橈骨動脈上の前腕上皮）に軽く接触させて、排出側流量制御電磁弁８を全閉状態にすると共に、供給側流量制御電磁弁７を開き操作して筐体５０内の内圧を上昇させることで、筐体５０内の内圧を上昇させ、又、供給側流量制御電磁弁７を全閉状態とすると共に、排出側流量制御電磁弁８を開き操作して筐体５０内の内圧を下降させる。
このような筐体５０内の内圧の上昇又は下降により膜状部材５１による被験者の皮膚に対する押圧力が変化し、上記第１実施形態の図６（ｂ）に示すような押圧力の変化パターンを作り出すことができる。
押圧駆動手段ＰＤの駆動により被験者の皮膚に適切な押圧力が作用している状態で、橈骨動脈からの圧脈波が検出作用部ＳＨに入力すると、その圧脈波が筐体５０内の内圧の変化としてピストン５２に作用し、さらにそのピストン５２に作用した圧脈波が弾性バネ部材５３にて等価集中荷重として受圧板３０ｂに伝達され、圧脈波が電気信号として出力される。
従って、弾性バネ部材５３は、検出作用部ＳＨから受けた動脈圧圧脈波を受圧板３０ｂに伝達する圧脈波伝達部材ＢＴとして機能することになる。
【００５２】
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
▲１▼ 上記第１実施形態では、空気圧アクチュエータ２の作動によって検出ヘッド３を被験者の皮膚に押圧する構成としているが、検出ヘッド３を押圧するための構成は種々変更可能であり、例えば、移動機構ＭＭのＺ軸ステージ１９にて押圧する構成としても良く、更には、このような押圧のための機構は設けずに診断者の手指にて検出ヘッド３を押圧するようにしても良い。
▲２▼ 上記各実施形態では、受圧板３０ｂの受圧面の裏面側に圧力検出素子１を取り付けた構成の小型圧力変換器を例示しているが、圧力検出素子は必ずしも受圧板３０ｂに取り付ける必要はなく、例えば、受圧板３０ｂの変形を他の部材を介して圧力検出素子１に伝えるような構成の小型圧力変換器を用いても良い。
▲３▼ 上記第１実施形態では、本発明の圧脈波検出具ＭＨを橈骨動脈の圧脈波計測システムＰＡに使用する場合を例示しているが、頸動脈を測定対象とするシステムにも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる圧脈波計測システムのブロック構成図
【図２】本発明の第１実施形態にかかる要部拡大図
【図３】本発明の第１実施形態にかかる使用状態の説明図
【図４】本発明の第１実施形態にかかる移動機構の外観斜視図
【図５】本発明の第１実施形態にかかるフローチャート
【図６】本発明の第１実施形態にかかる信号説明図
【図７】本発明の第１実施形態にかかる解析処理の説明図
【図８】参考例としての第２実施形態にかかる要部拡大図
【図９】参考例としての第３実施形態にかかる要部拡大図
【図１０】参考例としての第３実施形態にかかる要部拡大図
【図１１】参考例としての第４実施形態にかかる圧脈波検出具の断面図
【図１２】従来技術の説明図
【符号の説明】
１ 圧力検出手段
３０ｂ 受圧板
３１ 皮膚側部材
３２ 受圧板側部材
ＡＴ 取り付け部
ＢＴ 圧脈波伝達部材
ＳＨ 検出作用部
３１ａ ベース
３１ｂ 突起
Claims (6)
- 被験者の皮膚に接触する検出作用部と、受圧板の撓みを電気信号に変換する小型圧力変換器の前記受圧板に取り付ける取り付け部とが備えられ、
前記取り付け部における前記受圧板との接触面の形状が、前記受圧板の可撓領域内に配置可能な形状に構成されて、前記検出作用部にて受けた動脈圧圧脈波を前記取り付け部に伝達する圧脈波検出用アタッチメントであって、
前記取り付け部を有する突起状の受圧板側部材と、前記検出作用部を有する皮膚側部材とが設けられ、
前記受圧板側部材と前記皮膚側部材とが相対的に姿勢変化するように接続可能に構成されている圧脈波検出用アタッチメント。 - 前記検出作用部の前記皮膚との接触面積が、前記取り付け部と前記受圧板との接触面積よりも大となるように構成されている請求項１記載の圧脈波検出用アタッチメント。
- 前記皮膚側部材が、被験者の皮膚に対し粘着剤又は粘着シートにより取り外し可能な状態で貼り付け固定するベースと、そのベースの中央部に形成されて突起状の前記受圧板側部材に対し相対的に姿勢変化可能にかつ取り外し可能に接触させる突起とで構成されている請求項１又は２記載の圧脈波検出用アタッチメント。
- 外力の作用により撓み可能に支持されている受圧板と、
その受圧板の撓みを電気信号に変換する圧電変換手段と、
前記受圧板の一方の面の可撓領域の略中央部に連なる状態で備えられると共に、被験者の皮膚と接触する検出作用部から受けた動脈圧圧脈波を前記受圧板に伝える圧脈波伝達部材とが設けられて構成されている圧脈波検出具であって、
前記圧脈波伝達部材は、前記検出作用部を有する皮膚側部材と、動脈圧圧脈波の伝達経路において前記皮膚側部材よりも前記受圧板側に配置される突起状の受圧板側部材とによって構成され、
前記皮膚側部材と前記受圧板側部材とが相対的に姿勢変化可能に接続されて構成されている圧脈波検出具。 - 前記検出作用部の前記皮膚との接触面積が、前記受圧板表面に沿った前記圧脈波伝達部材の存在面積よりも大となるように構成されている請求項４記載の圧脈波検出具。
- 前記皮膚側部材が、被験者の皮膚に対し粘着剤又は粘着シートにより取り外し可能な状態で貼り付け固定するベースと、そのベースの中央部に形成されて突起状の前記受圧板側部材に対し相対的に姿勢変化可能にかつ取り外し可能に接触させる突起とで構成されている請求項４又は５記載の圧脈波検出具。
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