JP4806207B2 - 耳式血圧計 - Google Patents

Description

本発明は、耳に装着して使用する耳式血圧計に関し、特に、自動的に電源をON／OFFすることが可能な耳式血圧計に関する。

高齢化が進み、成人の生活習慣病への対応が社会的に大きな課題となっている。特に高血圧に関連する疾患の場合、長期の血圧データの収集が非常に重要である点が認識されている。このような観点から、血圧を始めとした各種の生体情報の測定装置が開発されている。この中で日常の生活や行動の邪魔にならない装着部位として耳を選び、外耳道又は外耳中の他の部位に挿入し、常時装着できる携帯型の患者モニタ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

これらの生体情報測定のうち脈拍、脈波、酸素飽和度等は血管部の脈波信号や血液の吸収スペクトルを測定すれば良いから、光電センサと電子回路を用いて比較的容易に構成できる。一方、血圧を測定する場合には生体の測定部位を加減圧する過程で変化する脈波を把握する必要があるから、一般に、血圧計には測定部位を加減圧するカフとカフに空気を送排気するポンプやバルブからなる空気系を備えている。
特開平９−１２２０８３号公報

上記のような耳に装着して使用する耳式血圧計は、特にその電源、制御部、駆動部等を耳介部あるいは頭部に集約して構成した場合、腕式血圧計、手首式血圧計等と比較して装置のサイズが小さくなる。従って、装置自体に電源用スイッチを取り付けた場合、スイッチのサイズも小さくせざるを得なくなり、使いにくくなる。そればかりでなく、装置の装着時に手で装置位置を調整するときなどに過って電源を切ってしまうことも考えられる。

また、定時測定機能が搭載された血圧計の場合、電源が入っている状態で装置を外して放置しておいた場合に不要な測定を繰り返してエラーデータを貯めるばかりでなく、電気を無駄に消費してしまい、電池寿命を縮めてしまうという問題点が発生することも考えられる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、利用者が電源用スイッチの操作を行うことなく、利用者による血圧測定の開始／終了に合わせて自動的に電源のオン／オフを行うことが可能な耳式血圧計を提供することを目的とする。

上記の課題は、耳部の一部に圧力を加えるための圧力印加手段と、前記耳部の一部における脈波を検出するための脈波検出手段とを有し、前記耳部の一部に装着して使用する耳式血圧計であって、前記耳式血圧計が前記耳部の一部に装着されるときの前記耳式血圧計の状態を検知する検知手段と、前記検知手段が前記状態を検知したときに、前記耳式血圧計の電源を入れる電源投入手段とを有し、前記検知手段は、前記耳式血圧計における前記耳部の一部に接触する部分に備えられた圧力検知手段を有し、当該圧力検知手段により予め定めた範囲内の周波数の周期的な振動が検出されたことを前記状態として検知する耳式血圧計により解決できる。

また、前記検知手段により前記状態が検知されたときに、利用者に対する通知を行う通知手段を更に有してもよい。

更に、前記検知手段は、前記耳部の一部に装着されていた前記耳式血圧計が前記耳部の一部から外されたときの前記耳式血圧計の状態を検知する機能を有し、前記検知手段が当該状態を検知したときに、前記耳式血圧計の電源を切るように構成することもできる。

上記のように本発明の耳式血圧計によれば、耳式血圧計が耳部の一部に装着されるときの耳式血圧計の状態を検知する検知手段と、検知手段が前記状態を検知したときに、耳式血圧計の電源を入れる電源投入手段とを備えたことにより、利用者が電源用スイッチの操作を行うことなく、利用者による血圧測定の開始に合わせて自動的に電源のオンを行うことが可能となる。また、前記検知手段が、耳式血圧計が耳部の一部から外されたときの耳式血圧計の状態を検知する機能を備え、前記検知手段が当該状態を検知したときに耳式血圧計の電源を切るように構成することにより、利用者による血圧測定の終了に合わせて自動的に電源のオフを行うことが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。実施の形態を説明するにあたり、まず、本実施の形態の耳式血圧計の説明に関連する耳介の構造と各部の名称について図１に示す耳介の構造図を参照して説明する。

耳介とは、いわゆる耳のことであり、図１に示す耳の全体の総称である。耳介の各部は、耳珠１、対珠２、耳甲介３、対輪４、耳輪５、対輪脚６、耳輪脚７、耳甲介腔８と呼ばれる。本願明細書及び特許請求の範囲において、「耳珠の内側」とは、図１における耳珠１の耳甲介腔８の側をいう。「耳珠の外側」とは、図１における耳珠１の耳甲介腔８と反対の側をいう。なお、耳介と外耳道を含む耳のことを外耳という。また、耳介付け根周辺の側頭部のことを外耳の周辺と呼ぶこととし、本明細書及び特許請求の範囲における「耳部」は、外耳及び外耳の周辺を含む部分であるものとする。なお、耳介、外耳道の皮下には枝動脈が存在し、また、耳介付け根周辺の側頭部には、特に、耳珠のあたりで皮膚表層に現れそのまま上方に延びる浅側頭動脈が存在する。これらはいずれも脈波計測（血圧測定）に有用な部分である。

（耳式血圧計の構成例）
図２に、本発明の実施の形態の耳式血圧計の構成例を示す。図２に示すように、本実施の形態の耳式血圧計は測定部１０と本体部３０とを有している。

測定部１０は第一のアーム１１、第一のアーム１１を保持するアーム保持部材１２、第二のアーム１３、支軸１４を備え、第二のアーム１３の一方の一端は支軸１４に接続されている。また、測定部１０は、アーム保持部材１２が支軸１４に接続される部分に、第一のアーム１１と第二のアーム１３が互いに対向する他端の間隔を調整する距離可変機構１５を備える。距離可変機構１５として、図２の例では、アーム保持部材１２が支軸１４との接続部分において回転する機構としているが、支軸１４の長さを伸縮させる機構でもよい。また、第一のアーム１１を水平方向（図２の紙面に垂直方向）に回転させる機構を設けてもよい。また、アーム保持部材１２と支軸１４との接合部分に電気的接続部１０２を有している。この電気的接続部１０２は、アーム保持部材１２側の金属部材１００と支軸１４側の金属部材１０１とからなる。この電気的接続部１０２の詳細については後述する。

第一のアーム１１にはカフ１６が備えられ、第二のアーム１３にはカフ１７が備えられている。カフ１６もしくは１７の内部には発光素子と受光素子とからなる光電センサを収容している。カフ１６は、カフ１６に回転自由度を持たせるための外側カフ回転部１８に取り付けられている。また、支軸１４には支持部材１９が接続され、アーム保持部材１２と支持部材１９との間に、バネ機構２０及びラッチ機構２１が備えられている。

また、測定部１０には、カフ１６及び１７の各々に対して空気を送排気するパイプ（カフ１７に対して空気を送排気するパイプは第二のアーム１３内にあるので図示していない）、光電センサに対して信号送受をする信号線が接続され、これらパイプ及び信号線は各々、第一のアーム１１及び第二のアーム１３の中を通り、それぞれの他端において外部に引き出されている。パイプ及び信号線で繋がる先は、空気送排気系や電子回路系が一つの筺体内に収容された本体部３０となっている。

上記のバネ機構２０は、アーム保持部材１２と支持部材１９とを広げる向きに力を作用させるものであり、結果として、カフ１６とカフ１７の間隔を縮める向きに力を作用させる。アーム保持部材１２と支持部材１９とをつまんで、カフ１６とカフ１７との間隔を広げておき、耳部を挟んだときにバネ２０を解放すると、カフ１６とカフ１７が耳部に密着することになる。

また、ラッチ機構２１は、カフ１６とカフ１７との間隔が所定の間隔から広がらないようにする機能を有するものである。これにより、上記バネ機構２０の作用によりカフ１６とカフ１７が耳部に密着した状態におけるカフ１６とカフ１７との間隔が、カフが膨らんでもこれ以上広がらないようにすることができる。

ラッチ機構２１の一例を図３（Ａ）、（Ｂ）に示す。図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、このラッチ機構は、ラッチ開放ボタン５１、コイルバネ５２、板バネ５３、ラッチ用ツメ５４を有している。図３（Ａ）はラッチ機構がロックされている状態を表し、図３（Ｂ）はラッチ機構が開放されている状態を表す。図３（Ａ）において、板バネ５３がラッチ用ツメ５４に一時的に掛けられ、アーム保持部材１２と支持部材１９との間隔が縮まらないようになっている。すなわち、カフ間隔が広がることが制限されることになる。

ここで、図３（Ｂ）に示すように、ラッチ開放ボタン５１を押すと、コイルバネ５２に拘束されていた板バネ５３が矢印の方向に開き、ラッチ用のツメ５４から開放される。板バネ５３がラッチ用のツメ５４から開放されると、アーム保持部材１２と支持部材１９との間隔を縮めることができる。つまり、カフ１６、１７の間隔を広げることができ、一度、耳部を挟んだ測定部１０を取り外すことが容易になる。

測定部１０は人体の耳介の突起部の一部、例えば耳介の耳珠１の両側にカフ１６、１７を接触させて、脈波情報を検出する機能を有する。図４に耳式血圧計の耳介への装着例を示す。図４において、測定部１０は耳珠１に両側から接するように装着され、第一のアーム１１の備えるカフ１６が耳珠１の外側、第二のアーム１３の備えるカフ１７が耳珠１の内側に接して装着される。第二のアーム１３の一部及びカフ１７は耳珠１の内側にあるので破線で示している。

図５は、本体部３０の構成を示す図である。図５に示すように、本体部３０は、カフに空気を送って膨張させる加圧部３１、膨張したカフ内から一定の割合で空気を排気してカフを減圧する減圧部３２、及びカフ内圧力を検出する圧力検出部３３からなる空気系を有し、さらに発光素子を駆動する発光回路３４、発光素子の動脈照射によって得られる脈波信号を検出する脈波回路３５、及びこれらを制御する制御部３６が一つの筺体内に高密度に実装されて、胸ポケットに入る程度の大きさとなっている。本体部３０は、更にタイマー３７、記憶部３８、表示部３９、電池４０等を備えている。また、制御部３６は例えばマイクロプロセッシングユニット（MPU）として実現することが可能である。

図６はカフ内に設置する光電センサの一例を示したものである。図６に示すように、カフ１６が耳珠１に接する面に発光素子１６１と受光素子１６２が設置され、発光素子１６１の発光する光を耳珠１に入射させた入射光が耳珠１内の血管あるいは血管の中の血球により散乱され、散乱光が受光素子１６２で受光される。

このような発光・受光素子ペアによって、心臓の拡張・収縮に連動して生じる血管振動による波形、いわゆる脈波を検出することが出来る。そして、脈波を検出する過程において、カフ１６、１７により耳珠１を圧迫し、血管の血流を停止させた状態から、カフの空気圧を徐々に低下させ、この空気圧の低下の過程において、血管の脈動に対応する脈波を脈波信号として測定すれば、この脈波信号から血圧を測定することができる。

また、図６において、カフ１６内に発光素子と受光素子のペアを配置して照射光の反射方向に散乱する光を検出する反射型としたが、カフ１６内には発光素子をカフ１７内に受光素子を配置して照射光の透過方向に散乱する光を検出する透過型とすることも出来る。また、両型において、発光素子と受光素子の位置を逆にする等適宜配置を設定することが可能である。

上記の耳式血圧計において、光電センサを圧電センサに替えて耳珠１に圧電センサを押し付け脈波信号を検出する圧脈波方式とすることが出来る。また光電センサに替えて小型のマイクロホンを採用することによりコロトコフ方式とすることも出来る。更に、カフの振動から脈波を検出する振動センサを用いてもよい。

また、本実施の形態における耳式血圧計としては、上記のようなアームで耳介の一部を挟むことにより血圧を測定する耳式血圧計の他、図７に示すような外耳道に測定部を挿入する耳式血圧計でもよい。図７に示すセンシング部７０は、発光素子７１、受光素子７２、及び圧力発生機構７３を有している。

また、上記の各耳式血圧計において本体部３０と測定部１０とを別々に設ける代わりに、図８に示すように、本体部３０と測定部１０とを一体にして構成することもできる。

（電気的接続部について）
図２に示したように、支軸１４とアーム保持部材１２との接続部分に、電気的接続部１０２が設けられている。そして、図２に示すように、耳式血圧計が耳珠へ装着されておらず、第一のアーム１１と第二のアーム１３とが閉じている状態のときに、電気的接続部１０２の部材１００と部材１０１とが接触する。このときに、本体部３０の電源がOFFとなるように構成されている。この構成は種々の方法で実現できるが、例えば、部材１００と部材１０１とが導通したことを制御部３６が検知したら、制御部３６が電源をOFFとするようにスイッチング制御をすることにより実現できる。電源がOFFのときには、電池４０から本体部３０の各機能部への電力供給が行われず、カフへの空気供給が行われない。

そして、図９に示すように、耳珠１への装着を行うにあたって、耳式血圧計のカフ１６、１７間の間隔が広げられると、電気的接続部１０２の部材１００と部材１０１とが非接触となり、電源がONとなる。すなわち、電池４０から加圧部等への電力供給が行われ、カフ１６、１７への空気供給が行われ、耳珠１への加圧が行われる。

このように、上記の電気的接続部１０２を備えた構成とすることにより、電源スイッチの操作を意識的に行うことなく、血圧測定を行うときに自動的に電源をONとし、血圧側定を行わないときには自動的に電源をOFFとすることができる。

また、第一のアーム１１と第二のアーム１３が開いたときに、電源がONとなってすぐにカフへの加圧を開始することの他、第一のアーム１１と第二のアーム１３が開いてから装着までの時間を考慮して所定の時間経過後に加圧を開始することとしてもよい。また、電源がONとなった時点でレディモードとし、本体部３０における所定の操作（ボタンを押す等）の後に加圧を開始することとしてもよい。

（センサを用いる例）
血圧測定を行うときに自動的に電源をONとし、血圧側定を行わないときには自動的に電源をOFFとする構成としては、上記のような機械的な機構を用いる構成の他、耳式血圧計が耳に装着されたか否かを検出するセンサを用いる構成とすることも可能である。すなわち、耳式血圧計が耳に装着されたことをセンサが検知したときに電源をONとし、検知しないときには電源をOFFとする。なお、本願明細書及び特許請求の範囲において、「電源」とは、加圧部等の血圧測定のために必要な部分に電流を供給するための電源のことである。

センサを用いる第１の例を図１０に示す。図１０に示す例は、カフ１７の表面（皮膚に接触する部分）に２つの電極１１０、１１１を備え、電極間の抵抗値によって、カフ１７が皮膚に接触したか否かを検出するものである。図１０に示す構成では、微弱な電流を本体部３０から電極間に常時流して、本体部３０で電極間の電圧を測定し、抵抗値を求め、抵抗値が予め設定した範囲内の値になったときに血圧測定のための電源をONとする。なお、図１０〜１６においては、ラッチ機構等の図示を省略している。

この場合の本体部３０の構成を図１１に示す。図１１に示すように、電極１１０、１１１間の抵抗値を測定する抵抗値測定部１１２を備える。抵抗値測定部１１２で測定された抵抗値が制御部３６に送られ、抵抗値が予め設定した範囲内の値になったときに、制御部３６は、加圧部等に電源を供給するようにスイッチ制御を行う。これにより、加圧が開始され、血圧測定が実行される。また、予め設定した範囲外の値になったら電源をOFFとする制御を行う。

次に、センサを用いる第２の例を図１２に示す。図１２に示す例は、カフ１７に備えられた発光素子１１５、受光素子１１６を利用して脈波を検出することにより耳式血圧計が装着されているか否かを検出するものである。この場合、本体部３０における制御部３６は、脈波回路３５からの信号を受信して、脈波であると判断できる周期（概ね４０／６０〜１５０／６０Hz）の周期的な信号を捉えたときに、耳式血圧計が装着されているものと判断し、加圧部等に電源を供給するようにスイッチ制御を行う。また、上記の周期的な信号を検出できなくなったら電源をOFFとするように制御を行う。

次に、センサを用いる第３の例を図１３に示す。図１３に示す例は、カフ１７の表面に小カフ１１８を備え、小カフ１１８内の圧力変化から脈波振動を検出することにより耳式血圧計が装着されているか否かを検出するものである。本体部３０内に小カフ内の圧力を検出する圧力センサ１１９を備え、圧力センサ１１９により、脈波であると判断できる周期（概ね４０／６０〜１５０／６０Hz）の周期的な振動が検出されたときに、耳式血圧計が装着されているものと判断し、制御部３６の制御によって血圧測定のための電源がONとされる。また、周期的な振動を検出できなくなったら電源をOFFとする。

センサを用いる第４の例を図１４に示す。図１４に示す例は、耳式血圧計が皮膚と接触する部分の温度を検出することにより耳式血圧計が装着されているか否かを検出する例である。図１４に示すように、外耳道の奥の皮膚に接触可能な第二のアーム１３の先端におけるカフ１７が装着されている部分の裏側に、サーミスタ等の温度センサ１２０を備える。そして、本体部３０内に温度センサ１２０の信号に基づき温度を検出する温度回路１２１を備える。

温度回路１２１により検出された温度が予め定めた温度以上（例えば概ね３４度以上）となったときに耳式血圧計が装着されていると判定し、制御部３６は血圧測定のための電源をONとするよう制御を行う。その後、温度が３４度未満となったときに電源をOFFとする。

（電源のON／OFFを利用者に通知する機能）
これまでに説明した自動的に電源のON／OFFを行う耳式血圧計において、電源がONもしくはOFFとなったことを利用者が認識できれば便利である。すなわち、電源がONとなったことを知ることにより、利用者はこれから血圧測定が開始されることを知ることができ、また、電源がOFFとなったことを知ることにより、安心して耳式血圧計を収納ケース等に収めることができる。

図１５は、音で利用者への通知を行う場合の構成例を示す図である。図１５に示すように、支軸１４内にブザー１２１が備えられている。これまでに説明した装着／非装着判定機能によって耳式血圧計が装着されていると判定されると、制御部３６がブザーを鳴動させる。また、非装着と判定した際にもブザーを鳴動させてもよい。

なお、ブザーを備える位置は、測定部１０内に限らず、手元や頭部等に置かれる本体部３０内、あるいは測定部と一体となって構成される本体部３０内にあってもよい。

図１６は、光で通知を行う場合の構成例を示す図である。図１６に示すように、本体部３０に通知のためのランプ１２２（LED等）を備え、装着もしくは非装着の判定がされたときに制御部３６がランプ１２２を点灯もしくは点滅させる。また、本体部３０に接続された操作部等を備える場合には、当該操作部にランプ１２２を備えてもよい。

以上説明した通り、本実施の形態に係る耳式血圧計によれば、装着／非装着を自動的に判定して電源のON／OFFを行うことが可能になるので、電源用スイッチの操作が不要となり、耳式血圧計の操作性が向上する。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。

耳介の構造図である。 本発明の実施の形態における耳式血圧計を示す図である。 ラッチ機構２１の一例を示す図である。 耳式血圧計の耳介への装着例を示す図である。 本体部３０の構成を示す図である。 カフ内に設置する光電センサの一例を示す図である。 耳式血圧計の測定部の他の例を示す図である。 本体部３０と測定部１０とを一体にして構成した場合の図である。 耳珠への装着を行う場合における耳式血圧計を示す図である。 電気抵抗を用いて装着／非装着の判定を行う場合の測定部の構成図である。 電気抵抗を用いて装着／非装着の判定を行う場合における本体部の構成図である。 脈波を検出することにより装着／非装着の判定を行う場合の構成図である。 振動を検出することにより装着／非装着の判定を行う場合の構成図である。 温度を検出することにより装着／非装着の判定を行う場合の構成図である。 装着／非装着を音で通知する場合の構成図である。 装着／非装着を光で通知する場合の構成図である。

符号の説明

１ 耳珠、２ 対珠、３ 耳甲介、４ 対輪、５ 耳輪、６ 対輪脚、７ 耳輪脚、８ 耳甲介腔
１０ 測定部、１１ 第一のアーム、１２ アーム保持部材１２、１３ 第二のアーム、１４ 支軸、１５ 距離可変機構、１６ カフ、１７ カフ、１８ 外側カフ回転部、１９ 支持部材、２０ バネ機構、２１ ラッチ機構、１００ 金属部材、１０１ 金属部材、１０２ 電気的接続部
３０ 本体部、３１ 加圧部、３２ 減圧部、３３ 圧力検出部、３４ 発光回路、３５ 脈波回路、３６ 制御部、３７ タイマー、３８ 記憶部、３９ 表示部、４０ 電池

Claims (10)

1. 耳部の一部に圧力を加えるための圧力印加手段と、前記耳部の一部における脈波を検出するための脈波検出手段とを有し、前記耳部の一部に装着して使用する耳式血圧計であって、
   前記耳式血圧計が前記耳部の一部に装着されるときの前記耳式血圧計の状態を検知する検知手段と、
   前記検知手段が前記状態を検知したときに、前記耳式血圧計の電源を入れる電源投入手段とを有し、
   前記検知手段は、前記耳式血圧計における前記耳部の一部に接触する部分に備えられた圧力検知手段を有し、当該圧力検知手段により予め定めた範囲内の周波数の周期的な振動が検出されたことを前記状態として検知する
   ことを特徴とする耳式血圧計。
2. 前記検知手段により前記状態が検知されたときに、利用者に対する通知を行う通知手段を更に有する請求項１に記載の耳式血圧計。
3. 前記検知手段は、前記耳部の一部に装着されていた前記耳式血圧計が前記耳部の一部から外されたときの前記耳式血圧計の状態を検知する機能を有し、前記検知手段が当該状態を検知したときに、前記耳式血圧計の電源を切る請求項１又は２に記載の耳式血圧計。
4. 前記耳部の一部は、外耳の一部である請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の耳式血圧計。
5. 前記外耳の一部は、耳介の一部である請求項４に記載の耳式血圧計。
6. 前記耳介の一部は、耳珠である請求項５に記載の耳式血圧計。
7. 前記外耳の一部は、外耳道である請求項４に記載の耳式血圧計。
8. 前記耳部の一部は、外耳の周辺である請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の耳式血圧計。
9. 前記外耳の周辺は、耳介の付け根周辺の側頭部である請求項８に記載の耳式血圧計。
10. 前記耳介の付け根周辺の側頭部は、耳珠周辺の側頭部である請求項９に記載の耳式血圧計。

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