JP5095464B2 - 生体情報計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、カフを用いて血圧等の計測を行う生体情報計測装置に関する。

血圧等を計測する生体情報計測装置（例えば、血圧計、血圧脈波検査装置等）において用いられるカフは、正確な計測結果を得るために被検者に適切に締め付けられる必要がある。例えば特許文献１に記載されたカフは、被検者の上肢或いは下肢への良好な巻着状態を保持し得るよう予め湾曲状に形成された部材を備えている。このカフを被検者の例えば上腕に装着する場合、カフの周方向における一端部を上腕に引っ掛けながらカフの周方向における他端部を引っ張ることによりカフを一旦伸開してから、カフを被検者の上腕に巻き付ける。
特開２００５−３１９０３０号公報

しかしながら、上記従来のカフを被検者に装着する場合は、カフを伸開させるための手作業が必要となり、手間がかかる。特に、血圧脈波検査装置のように複数のカフを被検者の四肢に装着する場合は、装着作業に著しく長い時間を要することとなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、検査者の手間を軽減させることができる生体情報計測装置を提供することを目的とする。

本発明の生体情報計測装置は、伸開可能に構成された湾曲状のカフ本体と、前記カフ本体内に設けられた膨縮可能な袋部とを有するカフと、前記カフを被検者に装着するときに、前記袋部内に給気して前記袋部を膨張させることにより湾曲状態の前記カフ本体を一旦伸開した後、前記袋部内から排気して前記袋部を収縮させることにより伸開状態の前記カフ本体を湾曲状態に復元する給排気部と、を有する構成を採る。

本発明の生体情報計測装置は、伸開可能に構成された湾曲状のカフ本体と、前記カフ本体内に設けられた膨縮可能な袋部と、前記カフ本体を被検者の特定部位に巻着固定する面ファスナとを有するカフと、前記袋部内に給気して前記袋部を膨張させる給気部と、を有し、前記カフ本体の巻着固定前に前記給気部が前記袋部内に給気する場合には、前記袋部の膨張により、前記カフ本体を伸開させて前記被検者への前記カフの装着を補助し、前記カフ本体の巻着固定後に前記給気部が前記袋部内に給気する場合には、前記袋部の膨張により、前記カフ本体を伸開させることなく前記カフ本体に前記被検者の特定部位を圧迫させる構成を採る。

本発明によれば、検査者の手間を軽減させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る血圧脈波検査装置の構成を示す図である。

図１の血圧脈波検査装置は、装置本体において、演算制御部１０、血圧脈波計測部２０、心音計測部３０、心電図計測部４０、脈波計測部５０、表示部７０、記録部７５、保存部８０、音声発生部８５及び操作部９０を備えると共に、装置本体に、左腕用のカフ２１ａ、右腕用のカフ２１ｂ、左脚用のカフ２１ｃ及び右脚用のカフ２１ｄをそれぞれホース２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを介して接続し、心音マイク３１を接続し、四肢用の心電電極部４１ａ及び胸部用の心電電極部４１ｂを接続し、脈波センサ５１ａ、５１ｂを接続してなるものである。

演算制御部１０は、演算処理装置と記憶装置とからなるものであり、記憶装置に予め記憶された制御プログラムを、操作部９０からの入力信号に従って演算処理装置で実行することにより、以下説明する装置全体の動作を制御し、血圧脈波検査装置の各機能を実現させる。

演算制御部１０は、各種生体情報の計測を行う血圧脈波計測部２０、心音計測部３０、心電図計測部４０及び脈波計測部５０（以下「生体情報計測部」と総称する）の計測実行タイミングを制御し、各生体情報計測部から生体情報の計測結果を示すディジタルデータ（生体データ）を受信する。演算制御部１０は、受信した生体データを保存部８０に読み出し可能なデータとして保存する。

また、演算制御部１０は、受信した生体データを、文字情報や波形情報として表示部７０又は記録部７５に表示又は印刷させるために表示用データ又は印刷用データに変換し、表示用データ又は印刷用データを表示部７０又は記録部７５に出力する。なお、変換される生体データは、保存部８０から読み出されたものであってもよい。

また、演算制御部１０は、受信し又は読み出した生体データに対して特徴点検出等の波形分析を行い、波形分析の結果に基づいて、動脈硬化を評価するための指数（例えば、ＡＢＩ（Ankle Brachial Index）、ＰＷＶ（Pulse Wave Velocity）、ＣＡＶＩ（Cardio-Ankle Vascular Index）等）を算出する。演算制御部１０は、波形分析結果や動脈硬化評価指数を、生体データと同様に表示用データ又は印刷用データに変換し、表示用データ又は印刷用データを表示部７０又は記録部７５に出力する。

また、演算制御部１０は、ユーザによる操作を支援するための音声ガイダンスが必要なときには、ガイダンス用データを音声発生部８５に出力する。

表示部７０は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置であり、演算制御部１０から入力された表示用データに従って、生体情報の測定結果、波形分析結果及び動脈硬化評価指数を文字情報や波形情報として画面に表示する。

記録部７５は、プリンタであり、演算制御部１０から入力された印刷用データに従って、生体情報の測定結果、波形分析結果及び動脈硬化評価指数を文字情報や波形情報として用紙に印刷する。

保存部８０は、記憶装置であり、演算制御部１０から入力される生体データの保持が可能である。

音声発生部８５は、スピーカであり、演算制御部１０から入力されたガイダンス用データに従って、ガイダンス音声を出力する。

操作部９０は、キーボードやマウス、ボタン、タッチパネル等の入力装置であり、ユーザ（検査者）の操作に従って、計測動作や表示・印刷動作が実行されるよう入力信号を生成して演算制御部１０に出力する。

脈波計測部５０は、増幅器、フィルタ及びＡ／Ｄ（アナログディジタル）変換器（いずれも図示せず）を有しており、被検者の例えば頸動脈部及び股動脈部にそれぞれ装着されたアモルファス式の脈波センサ５１ａ、５１ｂによる検出信号に対し、増幅、高域雑音除去及びＡ／Ｄ変換といった信号処理を施し、信号処理後のディジタルデータを脈波データとして演算制御部１０に供給する。脈波計測部５０による脈波の計測は、演算制御部１０で大動脈ＰＷＶを求める場合に好適に用いられる。

心電図計測部４０は、増幅器、フィルタ及びＡ／Ｄ（アナログディジタル）変換器（いずれも図示せず）を有しており、被検者の四肢及び胸部にそれぞれ装着された心電電極部４１ａ、４１ｂによる検出信号に対し、増幅、高域雑音除去及びＡ／Ｄ変換といった信号処理を施し、信号処理後のディジタルデータを心電図データとして演算制御部１０に供給する。

心音計測部３０は、増幅器、フィルタ及びＡ／Ｄ（アナログディジタル）変換器（いずれも図示せず）を有しており、被検者の例えば心尖部に装着された心音マイク３１による検出信号に対し、増幅、高域雑音除去及びＡ／Ｄ変換といった信号処理を施し、信号処理後のディジタルデータを心音データとして演算制御部１０に供給する。

血圧脈波計測部２０は、増幅器、フィルタ及びＡ／Ｄ（アナログディジタル）変換器（いずれも図示せず）を有しており、被検者の左腕、右腕、左脚及び右脚にそれぞれ装着されたカフ２１ａ〜２１ｄによる検出信号に対し、増幅、高域雑音除去及びＡ／Ｄ変換といった信号処理を施すことにより、カフ圧データを得る。血圧脈波計測部２０は、ポンプ２４ａ〜２４ｄと、排気弁２５ａ〜２５ｄと、圧力センサ２６ａ〜２６ｄと、導管２７ａ〜２７ｄと、ポンプ２４ａ〜２４ｄ及び排気弁２５ａ〜２５ｄの制御並びに血圧判定処理を行う演算処理装置（図示せず）をさらに有しており、カフ圧データを得る際には、給排気部を構成する、給気部としてのポンプ２４ａ〜２４ｄと排気部としての排気弁２５ａ〜２５ｄとを制御する。ここで、カフ２１ａ〜２１ｄによる検出信号とは、カフ２１ａ〜２１ｄの袋部としての空気袋２１１ａ〜２１１ｄの内部の空気圧を示す信号であって、圧力センサ２６ａ〜２６ｄにより検出されたものである。血圧脈波計測部２０は、脈波計測の場合には、例えば左腕又は右腕のカフ圧データを脈波データとして演算制御部１０に供給し、血圧計測の場合には、四肢それぞれのカフ圧データに対して血圧判定処理を行い、その結果を血圧データとして演算制御部１０に供給する。

また、血圧脈波計測部２０は、脈波及び血圧の計測を行う前に、検査者がカフ２１ａ〜２１ｄを被検者に装着する作業を補助するようポンプ２４ａ〜２４ｄ及び排気弁２５ａ〜２５ｄを制御する。カフ装着補助と生体情報計測との連続動作については後で詳しく述べる。

ポンプ２４ａは、流体連通された導管２７ａ及びホース２２ａを介してカフ２１ａの空気袋２１１ａの内部への給気を、血圧脈波計測部２０の制御に従って行うことにより、カフ圧（つまり、空気袋２１１ａの内部の空気圧）を加圧する。ポンプ２４ｂ〜２４ｄの構成はポンプ２４ａと同様である。

排気弁２５ａは、例えば電磁式の弁であり、導管２７ａに設けられている。排気弁２５ａの開度は血圧脈波計測部２０の制御に従って調整され、排気弁２５ａは、閉弁時には空気袋２１１ａ内の空気の排気を防止し、開弁時には空気袋２１１ａ内の空気を排気する。排気弁２５ｂ〜２５ｄの構成は排気弁２５ａと同様である。

なお、本実施の形態では、空気袋２１１ａ〜２１１ｄから排気する手段として、排気弁２５ａ〜２５ｄが設けられているが、補助的な排気手段として、ポンプ２４ａ〜２４ｄを利用することもできる。例えば、排気弁２５ａ〜２５ｄを開くことによる排気だけでは不十分なとき、或いは高速排気が必要なときに、血圧脈波計測部２０により、ポンプ２４ａ〜２４ｄを逆回転させる制御を行う。これにより、確実且つ高速な排気が可能となる。

カフ２１ａは、図２、図３及び図４に示すように、湾曲部２１３と伸延部２１４とからなる帯状の本体２１２を有する。湾曲部２１３は、予め湾曲状に成形され且つ弾性変形により伸開可能な樹脂製の板（図示せず）を、その内周面を図１に示す空気袋２１１ａの一方の側面に当接させて配置することにより、空気袋２１１ａを湾曲させ、この板及び空気袋２１１ａを袋状の布に収容することによって構成される。湾曲部２１３の外周面において、袋状の布には開口部が設けられており、ホース２２ａは、この開口部に挿入されて空気袋２１１ａに接続される。また、湾曲部２１３の外周面には面ファスナ２１５が設けられている。一方、伸延部２１４は、細長形状の布からなるものであり、この布の長手方向端部は、湾曲部２１３の袋状の布の周方向端部に縫合されている。伸延部２１４の布の一方の面には面ファスナ２１６が設けられている。よって、伸延部２１４を湾曲部２１３の外周面上に巻回した場合には、面ファスナ２１６が面ファスナ２１５と係合し、これにより、本体２１２の巻回状態の弛緩を防止する。カフ２１ｂ〜２１ｄの構成はカフ２１ａと同様である。

以下、カフ装着補助と生体情報計測との連続動作について説明する。ここでは、被検者の左腕へのカフ装着補助と被検者の左腕の血圧計測との連続動作を例にとり、図５を参照しながら説明する。

まず、ステップＳ１では、検査者が操作部９０を操作することによって、被検者へのカフ装着の補助動作の開始を指示する信号が生成され、この信号が演算制御部１０に入力される。この入力信号に従って、一次装着補助動作の実行が、演算制御部１０から血圧脈波計測部２０に指示される。なお、ステップＳ１を実行するに際し、カフ２１ａの面ファスナ２１５、２１６は予め剥がされている。

ステップＳ１での指示に従って、血圧脈波計測部２０では、排気弁２５ａが完全に閉止されると共に（ステップＳ２）、ポンプ２４ａが始動され、これにより空気袋２１１ａへの給気が開始される（ステップＳ３）。

空気袋２１１ａに給気されると、カフ圧が上昇すると共に、空気袋２１１ａが膨張する。空気袋２１１ａの膨張により、湾曲状態にある板（図示せず）が押し広げられ、その結果、図６に示すように、湾曲状態にあったカフ２１ａの湾曲部２１３が伸開される。

空気袋２１１ａへの給気は、カフ圧が所定値ＣＰ_１（ｍｍＨｇ）（例えば４０ｍｍＨｇ）に到達したか否かを圧力センサ２６ａを用いて監視しながら行われ（ステップＳ４）、カフ圧が所定値ＣＰ_１に到達するとポンプ２４ａが停止されることによって停止される（ステップＳ５）。

給気停止後、図７に示すように、伸開状態にある湾曲部２１３上に被検者の測定対象部位である左腕１００が載置された場合には、左腕１００で湾曲部２１３が押圧されることによりカフ圧が所定値ＣＰ_１よりも上昇する。血圧脈波計測部２０では、このカフ圧上昇が検知されて（ステップＳ６）、排気弁２５ａを完全に開く制御が行われる（ステップＳ７）。この制御により、空気袋２１１ａからの排気が行われる。

空気袋２１１ａから排気されると、カフ圧が低下すると共に、空気袋２１１ａが収縮する。空気袋２１１ａの収縮により、伸開状態にある板（図示せず）が自己の復帰力により湾曲状態に戻り、その結果、図８に示すように、伸開状態にあったカフ２１ａの湾曲部２１３が湾曲状態に復元する。

図５に戻り、ステップＳ７で排気を完了した後、ステップＳ８は、検査者が手作業で、カフ２１ａの伸延部２１４を湾曲部２１３上に巻回して面ファスナ２１５、２１６を係合させることによって、カフ２１ａの本体２１２を被検者の左腕１００に巻着固定する。

巻着固定作業完了後、ステップＳ９では、検査者が操作部９０を操作することによって、血圧計測の開始を指示する信号が生成され、この信号が演算制御部１０に入力される。この入力信号に従って、血圧計測動作の実行が、演算制御部１０から血圧脈波計測部２０に指示される。

ステップＳ９での指示に従って、血圧脈波計測部２０では、排気弁２５ａが完全に閉止されると共に（ステップＳ１０）、ポンプ２４ａが始動され、これにより空気袋２１１ａへの給気が開始される（ステップＳ１１）。

空気袋２１１ａへの給気は、カフ圧が所定値ＣＰ_２（ｍｍＨｇ）（ＣＰ_２は少なくとも被検者の収縮期血圧の値よりも大きい）に到達したか否かを圧力センサ２６ａを用いて監視しながら行われ（ステップＳ１２）、カフ圧が所定値ＣＰ_２に到達するとポンプ２４ａが停止されることによって停止される（ステップＳ１３）。

空気袋２１１ａに給気されると、カフ圧が上昇すると共に、空気袋２１１ａが膨張する。このとき、係合した面ファスナにより巻回状態のカフ２１ａの弛緩が防止されるため、空気袋２１１ａが膨張しても、湾曲状態にある板（図示せず）は押し広げられず、その結果、カフ２１ａの湾曲部２１３が伸開されることなく、カフ２１ａの本体２１２によって被検者の測定対象部位が圧迫される。

ステップＳ１４での給気停止後、血圧脈波計測部２０では、排気弁２５ａの開度を所定の低減圧速度に対応する値に設定する制御が行われ、これにより排気弁２５ａが半開状態となり、カフ圧が低速減圧される（ステップＳ１４）。

カフ圧の減圧中、血圧脈波計測部２０では、血圧判定処理が行われる（ステップＳ１５）。具体的には、カフ減圧中のカフ圧の振動を圧力センサ２６ａにより検出しながら、振幅の増大が顕著な時点のカフ圧を収縮期血圧として判定すると共に、振動の減少が顕著な時点のカフ圧を拡張期血圧として判定する。判定された収縮期血圧及び拡張期血圧は血圧データとして演算制御部１０に供給される。

血圧判定処理が完了すると、血圧脈波計測部２０では、終了処理が行われる（ステップＳ１６）。

図９は、血圧脈波計測部２０で行われる終了処理を説明するためのフロー図である。

ステップＳ１６１では、排気弁２５ａを完全に開く制御が行われ、これによりカフ圧の高速減圧が行われる（ステップＳ１６１）。

高速減圧は、カフ圧が所定値ＣＰ_３（ｍｍＨｇ）（例えば５ｍｍＨｇ）まで減圧されると停止される（ステップＳ１６２、Ｓ１６３）。

その後、検査者が、被検者の左腕１００に巻着固定されたカフ２１ａの面ファスナ２１５、２１６を剥がすと、カフ圧が約２ｍｍＨｇだけ低下するため、血圧脈波計測部２０においてこれを検知することができる（ステップＳ１６４）。

カフ圧低下が検知されると、排気弁２５ａが完全に閉止されると共に（ステップＳ１６５）、ポンプ２４ａが始動され、これにより空気袋２１１ａへの給気が開始される（ステップＳ１６６）。

空気袋２１１ａへの給気は、カフ圧が所定値ＣＰ_１（ｍｍＨｇ）に到達したか否かを圧力センサ２６ａを用いて監視しながら行われ（ステップＳ１６７）、カフ圧が所定値ＣＰ_１に到達するとポンプ２４ａが停止されることによって停止される（ステップＳ１６８）。このとき、図７に示すように、カフ２１ａにおける湾曲部２１３が伸開状態となるため、被検者からカフ２１ａを簡単に取り外すことができる。

以上のようにして、左腕へのカフ装着補助と左腕の血圧計測との連続動作が行われる。

本実施の形態では、左腕についてのみ例示したが、他の部位、すなわち右腕、左脚及び右脚についても、左腕と同様に連続動作が行われる。したがって、複数箇所へのカフ装着補助とその部位の血圧計測との連続動作を並行して実行することができる。この場合、複数箇所へのカフ装着の際にカフ伸開のための手作業が一切不要となる。よって、特に動脈硬化を評価するための検査のように、例えば仰臥位の被検者に複数のカフを装着する場合には特に、検査者の手間の軽減が顕著となる。

なお、本実施の形態では、カフ装着補助と血圧計測との連続動作を例にとって説明したが、カフ装着動作と脈波計測との連続動作も可能である。この場合も同様に検査者の手間を軽減することができる。

また、本実施の形態では、二次装着補助動作が検査者の操作によって指示されているが、他の手法による指示も可能である。例えば、カフ２１ａ〜２１ｄへの四肢の適切な載置を検出する手段が設けられている場合は、四肢の載置が検出されたときに自動的に二次装着補助動作が指示されるように構成されていてもよい。この場合、検査者の手間をさらに軽減することができる。

また、本実施の形態では、排気弁を開くことによって排気を行っているが、他の手法による排気も可能である。例えば、空気袋２１１ａ〜２１１ｄ内の空気を吸気する手段が装置本体に設けられている場合は、吸気手段を作動することによって高速排気を行うことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。例えば、本発明は、血圧脈波検査装置だけでなく電子血圧計等、様々な生体情報計測装置に適用して実施することが可能である。

本発明の一実施の形態に係る血圧脈波検査装置の構成を示す図 本発明の一実施の形態に係る巻回状態のカフの外観図 本発明の一実施の形態に係る湾曲状態のカフ湾曲部の長手方向からの外観図 本発明の一実施の形態に係る湾曲状態のカフ湾曲部の幅方向からの外観図 本発明の一実施の形態に係るカフ装着補助と血圧計測との連続動作を説明するためのフロー図 本発明の一実施の形態に係る伸開状態のカフ湾曲部の外観図 図６のカフ湾曲部に上腕が載置された状態の外観図 図７のカフ湾曲部が湾曲状態に復元した状態の外観図 図５の連続動作における終了処理を説明するためのフロー図

符号の説明

２０ 血圧脈波計測部
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ カフ
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ ポンプ
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ 排気弁
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ 圧力センサ
２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ 空気袋
２１２ 本体
２１３ 湾曲部
２１４ 伸延部
２１５、２１６ 面ファスナ

Claims (5)

1. 伸開可能に構成された湾曲状のカフ本体と、前記カフ本体内に設けられた膨縮可能な袋部とを有するカフと、
   前記カフを被検者に装着するときに、前記袋部内に給気して前記袋部を膨張させることにより湾曲状態の前記カフ本体を一旦伸開した後、前記袋部内から排気して前記袋部を収縮させることにより伸開状態の前記カフ本体を湾曲状態に復元する給排気部と、
   を有することを特徴とする生体情報計測装置。
2. 前記給排気部は、前記袋部の内圧が所定値に至るまで前記袋部の内部に給気し、給気停止後に前記袋部の内圧が前記所定値より高くなった場合、前記袋部の内部から排気する、
   ことを特徴とする請求項１記載の生体情報計測装置。
3. 前記給排気部は、伸開状態の前記カフ本体上に前記被検者の特定部位が載置された場合、前記袋部の内部から排気する、
   ことを特徴とする請求項１記載の生体情報計測装置。
4. 前記給排気部は、前記袋部の内部の空気を吸引することにより排気する、
   ことを特徴とする請求項２記載の生体情報計測装置。
5. 伸開可能に構成された湾曲状のカフ本体と、前記カフ本体内に設けられた膨縮可能な袋部と、前記カフ本体を被検者の特定部位に巻着固定する面ファスナとを有するカフと、
   前記袋部内に給気して前記袋部を膨張させる給気部と、を有し、
   前記カフ本体の巻着固定前に前記給気部が前記袋部内に給気する場合には、前記袋部の膨張により、前記カフ本体を伸開させて前記被検者への前記カフの装着を補助し、
   前記カフ本体の巻着固定後に前記給気部が前記袋部内に給気する場合には、前記袋部の膨張により、前記カフ本体を伸開させることなく前記カフ本体に前記被検者の特定部位を圧迫させる、
   ことを特徴とする生体情報計測装置。

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