JP5209889B2 - 医用測定器具および生体情報測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、医用測定器具および生体情報測定装置に関する。

血圧や脈波、心電図などの生体情報の測定には様々なタイプの測定器具が用いられ得る。例えば、心電図の測定には、心臓の活動により生じる起電力を検出するための電極が一般に用いられる。また、血圧や脈波の測定には、血管の拍動をエアバッグの内部気体の圧力変動により検出するための圧力センサが用いられることがある。エアバッグを備えた圧力センサとしては、カフが広く用いられる。カフは一般に、一定の幅および長さを有する帯にエアバッグを内蔵させたものである。カフは、その構造的特性上、被検者の上腕部や大腿部、下腿部のような、帯を巻回し易い部位への装着には好適である。その一方で、例えば肘や膝、足首などのように凹凸のある部位への装着には、帯の巻回が困難であるため、好適とはいえない。

装着部位を選ばず、特に凹凸のある部位への装着に好適な圧力センサとしては、エアバッグをクリップタイプの支持体に取り付けてなるものがある（例えば特許文献１参照）。クリップタイプの支持体は、開閉自在に連結され且つ閉じる方向に付勢された一対の脚部を主要構成として有し、この一対の脚部のうちの一方にエアバッグが設けられる。使用時に、この圧力センサは、エアバッグを対象部位の体表に当接させた状態で一対の脚部で対象部位を挟むことにより、被検者に装着される。このようなクリップタイプの圧力センサは、前述のカフタイプの圧力センサに比べて、様々な部位に容易に装着可能であると共に、エアバッグのサイズが小さいため圧力変動に対する感度が良好である。また、クリップタイプの圧力センサは、肘や膝、足首のように動脈と体表とが近い部位への装着が可能であるため、脈波の正確な検出が可能である。
特開２００６−４３２１０号公報

前述のとおり、上記従来のクリップタイプの圧力センサは、凹凸のある部位への装着に好適である。このため、圧迫用カフ（つまり、装着部位を単に圧迫するために用いられるカフ）を下腿部に巻回し、クリップタイプの圧力センサをくるぶしの下部（くるぶしの踵側の部位）の凹部に装着することにより、足首の脈波の検出とオシロメトリック方式による足首の血圧の測定とを同時に且つ正確に行うことが可能となる。

ここで、くるぶしの下部は一般に、体毛が生えていない部位であるため、心電図電極の装着にも好適である。

ところが、クリップタイプの圧力センサをそこに装着すると、足首付近で心電図電極の装着に適した部位が失われる。すなわち、クリップタイプの圧力センサを用いると、脈波と心電図とを同時に測定するのが容易でない場合が生じるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、脈波と心電図とを同時に且つ容易に測定することができる医用測定器具および生体情報測定装置を提供することを目的とする。

本発明の医用測定器具は、被検者の脈波を検出するための脈波センサと、前記被検者の心起電力を検出するための心電図電極と、前記被検者の所定部位を挟むための一対の脚部を有し、前記一対の脚部のうち一方の脚部に前記脈波センサを設け、且つ前記一対の脚部のうち他方の脚部に１つの前記心電図電極を設けてなり、前記脈波センサおよび前記心電図電極を前記所定部位に固定させるための支持体と、を有し、前記所定部位の体表に当接する前記心電図電極の当接面は、前記所定部位の側に向かって隆起する曲面の形状を有する、構成を採る。

本発明の生体情報測定装置は、上記の医用測定器具と、前記所定部位に巻回され、前記所定部位を圧迫するカフと、前記医用測定器具の前記脈波センサと前記カフとによるオシロメトリック方式の血圧測定と、前記医用測定器具の前記心電図電極による心電図の測定とを、並行して実行する生体情報測定部と、を有する構成を採る。

本発明によれば、脈波と心電図とを同時に且つ容易に測定することができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る医用測定器具の構成を示す図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその側面図である。

図１において、医用測定器具１００は、一対の脚部１１０、１２０を主要構成として有するクリップ式支持体と、心電図の測定に供する心電図電極１４０と、脈波の測定に供するエアバッグ１５０とを有する。

クリップ式支持体は、前述のとおり、脚部１１０、１２０を主要構成として有する。脚部１１０、１２０は、例えばプラスチック材料からなり、それぞれＳ字状（または逆Ｓ字状）に湾曲して細長く伸びた形状を有する。脚部１１０、１２０は、互いに向かい合った状態で、それぞれの長さ方向中間部に形成された突起を、連結手段としてのヒンジ軸１３０で連結することにより、揺動可能に一体化されている。これにより、脚部１１０、１２０の先端部１１２、１２２からそれぞれの長さ方向中間部までの部分は、クリップ式支持体が閉じた状態にあるときに略楕円形を形成する。脚部１１０、１２０の長さ方向中間部には、孔が設けられており、その孔には、コの字形の板ばね１３２が付勢手段として挿通されている。板ばね１３２の両端部は脚部１１０、１２０の外面に設けられた係止溝に係止されている。この両端部は、脚部１１０、１２０の外面をそれぞれ押圧している。これにより、脚部１１０、１２０は、それぞれの先端部１１２、１２２が互いに近づく方向Ａ（換言すれば、クリップ式支持体が閉じる方向Ａ）に、常時付勢されている。このため、脚部１１０、１２０の長さ方向中間部よりも後端部１１４、１２４側の部分をつまむことにより後端部１１４、１２４が互いに近づく方向Ｂ（換言すれば、クリップ式支持体が開く方向Ｂ）に動かして、その後、つまむ力を弱めた場合、クリップ式支持体は板ばね１３２の復帰力により自動的に閉じる。以上がクリップ式支持体の構成である。

心電図電極１４０は、導電性材料からなり、脚部１１０の先端部１１２付近の部分に装着されている。心電図電極１４０は、脚部１１０の内側（つまり、脚部１２０との間に形成される楕円形の内側）と外側（つまり、その楕円形の外側）とにそれぞれ突出し、内側には、被検者の装着部位に当接する当接面が形成され、外側には、ケーブル１４４のプラグ１４２を差し込むための差込口が形成されている。当接面は楕円形の内側に向かって隆起する曲面の形状を有し、これにより、被検者の装着部位に凹凸がある場合でも装着部位との間に一定の接触面積を確保することができる。心電図電極１４０は、心臓の活動により生じる心起電力を、体表に接触する当接面により検出し、検出した心起電力を表す電気信号（心電図信号）を、ケーブル１４４を介して心電計または他の医用機器に出力する。

圧力センサとしてのエアバッグ１５０は、脚部１２０の先端部１２２付近の部分に装着され、主に脈波センサとして用いられる。エアバッグ１５０は、通気性および柔軟性を有する連泡（連続気泡）スポンジを心材として有し、この心材を例えば合成樹脂製の柔軟性を有する袋で包むことにより構成されている。連泡スポンジが心材として含まれているため、エアバッグ１５０は、医用測定器具１００が被検者に装着されて、板ばね１３２により付勢されている脚部１２０と体表とに挟まれた場合に、一定の厚さを維持することができる。また、エアバッグ１５０は、圧力−電気変換を行うトランスデューサ（図示せず）とエアチューブ１５２により接続されている。よって、エアバッグ１５０は、拍動を内部気体の圧力変動に変換して、エアチューブ１５２を介してこれをトランスデューサに伝えることにより、脈波を検出する。トランスデューサは、伝えられた圧力変動を電気信号（脈波信号）に変換して、医用機器に出力する。

以上の構成を有する医用測定器具１００は、例えば図２に示すようにして用いられる。

図２に示す例では、医用測定器具１００は、板ばね１３２により付勢されている脚部１１０、１２０で被検者の左足首を一定の押圧力で挟むことにより、装着される。このとき、エアバッグ１５０は、内くるぶし（股間側のくるぶし）の下部に当接し、心電図電極１４０は、外くるぶし（反対側のくるぶし）の下部に当接する。また、この例では、圧迫用カフ１６０が、被検者の下腿部に巻回される。なお、ここでは図示しないが、同じ被検者の他の部位（例えば右足首）にも、同様の医用測定器具が装着される。

この状態で、被検者の安静状態が確認されると、生体情報の測定が開始される。エアバッグ１５０は、脈波の測定に用いられ、継続的に脈波の検出を行う。これと同時に、カフ１６０に内蔵された嚢には、エアチューブ１６２を介して空気が導入される。これによりカフ圧が上昇し、カフ１６０が被検者の下腿部を圧迫する。カフ圧は、足首の動脈の拍動が止まるまで、つまりエアバッグ１５０により脈波が検出されなくなるまで、加圧され、その後、カフ圧の減圧が開始される。カフ圧の減圧中に、足首の動脈の拍動が再開し、これに伴ってエアバッグ１５０により脈波が検出されるようになる。やがて脈波の大きさ、言い換えればエアバッグ１５０の内部気体の圧力変動の変動幅が、増大する。この増大が最も顕著なタイミングでのカフ圧が収縮期血圧として検出される。引き続きカフ圧の減圧を続けると、圧力変動の変動幅が減少する。この減少が最も顕著なタイミングでのカフ圧が拡張期血圧として検出される。このようなオシロメトリック方式の血圧測定に並行して、心電図の測定が心電図電極１４０を用いて行われる。

なお、ここでは、医用測定器具１００を被検者の左足首に装着した場合を例にとって説明したが、医用測定器具１００は被検者の他の部位に装着することもできる。また、医用測定器具１００を最も有効に利用できる例として、医用測定器具１００と圧迫カフ１６０とを併用した場合を例にとって説明したが、医用測定器具１００を単独で用いた場合でも、脈波と心電図とを同時に且つ正確に測定できるという効果が得られる。

図２を用いて説明した生体情報測定は、例えば図３に示す生体情報測定装置により実現可能である。この装置は、医用測定器具１００、カフ１６０、生体情報測定装置本体１７０、表示装置１７２、記録装置１７４、ケーブル１４４、１７６、エアチューブ１５２、１６２およびトランスデューサ１７８を有する。

生体情報測定装置本体１７０は、生体情報測定部、ポンプおよび記憶装置を内蔵している。生体情報測定部は、医用測定器具１００のエアバッグ１５０とカフ１６０とによる血圧測定と、医用測定器具１００の心電図電極１４０による心電図測定とを、並行して実行し、これにより、心電図電極１４０により検出された心起電力を表す電気信号（心電図信号）と、エアバッグ１５０により検出された脈波を表す電気信号（脈波信号）とを取得すると共に、カフ１６０のカフ圧を検出して、これらの生体情報を適宜処理する。また、ポンプは、エアチューブ１６２を介してカフ１６０への空気の導入およびカフ１６０からの空気の排出を行うことによりカフ圧の加減を行う。記憶装置、生体情報測定部およびポンプを制御して図２を用いて説明した生体情報測定を実行させる生体情報測定プログラムを記憶する。

表示装置１７２は、処理された生体情報を画面に表示し、記録装置１７４は、処理された生体情報を用紙に記録する。ケーブル１４４は、心電図信号を心電図電極１４０から生体情報測定装置本体１７０の生体情報測定部に伝送し、エアチューブ１５２は、エアバッグ１５０から圧力変動として出力された脈波をトランスデューサ１７８に伝送し、トランスデューサ１７８は圧力変動に対して圧力−電気変換を行って電気信号（脈波信号）を生成し、ケーブル１７６は、脈波信号を生体情報測定装置本体１７０の生体情報測定部に伝送する。

図３に示す生体情報測定装置を用いると、被検者の心電図、脈波および血圧の測定を非常に効率的に行うことができる。

このように、本実施の形態によれば、医用測定器具１００は、クリップ式支持体に心電図電極１４０と脈波センサとしてのエアバッグ１５０を搭載してなるものであるため、一つの支持体を被検者に装着するだけで、心電図の測定と脈波の測定とを同時に行うことができる。また、心電図電極１４０の当接面は曲面形状を有し、且つ脈波センサとしてのエアバッグ１５０は柔軟性を有することから、特にくるぶし付近のように凹凸形状を有する部位にも難なく一定の接触面積を確保しつつ装着することができる。しかもくるぶし付近は一般に体毛が生えていない部位であることから、この医用測定器具１００により高精度の測定が可能となる。

また、医用測定器具１００の装着時には、心電図電極１４０およびエアバッグ１５０は、板ばね１３２により略一定の力で押圧されるため、心電図電極１４０およびエアバッグ１５０のずれが体表上で生じる、心電図電極１４０およびエアバッグ１５０の検出感度が変動する、などの弊害が検出中に生じる可能性が小さい。一方、例えば、カフを装着部位に巻回し、これを単独で用いて血圧および脈波の測定を行う場合や、装着部位に巻回されたカフに一体化された心電図電極を用いて心電図の測定を行う場合などは、カフ圧の加減により上記の弊害が生じる可能性が相対的に高い。よって、心電図電極１４０とエアバッグ１５０とを対向配置し、脚部１１０、１２０を開閉自在に連結し、脚部１１０、１２０が閉じて心電図電極１４０とエアバッグ１５０とが近づく方向に脚部１１０、１２０を付勢するという構成は、測定精度の観点から非常に有利である。また、カフのように巻回する必要がないため、この構成は装着容易性の観点からも有利である。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る医用測定器具の側面図である。なお、本実施の形態の医用測定器具は、実施の形態１で説明した医用測定器具１００と同様の基本的構成を有するため、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、以下の説明では、医用測定器具１００との相違点について主に言及し、ここで説明しないその他の細部は、医用測定器具１００と同様である。

図４において、医用測定器具２００は、一対の脚部２１０、２２０を主要構成として有するクリップ式支持体と、心電図の測定に供する心電図電極２４０と、脈波の測定に供するエアバッグ２５０と、脚部２２０とエアバッグ２５０との間に介置されたクッション２６０とを有する。

クリップ式支持体の主要構成である脚部２１０、２２０は、例えばプラスチック材料からなり、それぞれＳ字状（または逆Ｓ字状）に湾曲して細長く伸びた形状を有する。脚部２１０、２２０は、実施の形態１で説明した脚部１１０、１２０と同様の手法により、開閉自在に連結され、閉じる方向に常時付勢されている。脚部２１０、２２０は、脚部１１０、１２０と同様に、閉じた状態では略楕円形をなす。

心電図電極２４０は、導電性材料からなり、脚部２１０に装着されている。心電図電極２４０は、脚部２１０の外側（つまり、脚部２１０と脚部２２０とにより形成される楕円形の外側）には、ケーブル１４４のプラグ１４２を差し込むために突出しているが、脚部２１０の内側（つまり、その楕円形の内側）には突出していない。心電図電極２４０の脚部２１０の内側部分は、脚部２１０の内側の面に沿って形成されたなだらかな円弧形状を有する。心電図電極２４０は、心臓の活動により生じる心起電力を、体表に接触する当接面により検出し、検出した心起電力を表す電気信号（心電図信号）を、ケーブル１４４を介して心電計または他の医用機器に出力する。

脈波センサとして用いられるエアバッグ２５０は、脚部２２０に装着されている。エアバッグ２５０は、通気性および柔軟性を有する連泡（連続気泡）スポンジを心材として有し、この心材を例えば合成樹脂製の柔軟性を有する袋で包むことにより構成されている。エアバッグ２５０は、脚部２２０の内側（つまり、脚部２１０と脚部２２０とにより形成される楕円形の内側）の面の略全域を覆うように細長く延伸し、且つ脚部２２０の内側の面に沿ってなだらかな円弧をなす形状を有する。さらに、エアバッグ２５０と脚部２２０との間にはクッション２６０が介置されており、これにより、被検者の体表に当接するエアバッグ２５０の当接面の向きを、体表の凹凸形状に適合させる。よって、医用測定器具２００が装着された部位に若干の凹凸形状があった場合でも難なく一定の接触面積を確保することができる。また、エアバッグ２５０は、実施の形態１で説明したエアバッグ１５０と同様に、圧力−電気変換を行うトランスデューサ（図示せず）とエアチューブ１５２により接続されている。

以上の構成を有する医用測定器具２００は、例えば図５に示すようにして用いられる。

図５に示す例では、医用測定器具２００は、互いに閉じる方向に付勢されている脚部１１０、１２０で被検者の左足首を一定の押圧力で挟むことにより、装着される。このとき、エアバッグ２５０は、内くるぶし（股間側のくるぶし）の上部に当接し、心電図電極２４０は、外くるぶし（反対側のくるぶし）の上部に当接する。なお、ここでは図示しないが、同じ被検者の他の部位（例えば右足首）にも、同様の医用測定器具が装着される。

この状態で、被検者の安静状態が確認されると、生体情報の測定が開始される。エアバッグ２５０は、脈波の測定に用いられ、継続的に脈波の検出を行う。また、これに並行して、心電図の測定が心電図電極２４０を用いて行われる。

なお、ここでは、医用測定器具２００を被検者の左足首に装着した場合を例にとって説明したが、医用測定器具２００は被検者の他の部位に装着することもできる。この医用測定器具２００を用いることにより、脈波と心電図とを同時に且つ正確に測定できるという効果が得られる。

また、医用測定器具２００において、エアバッグ２５０と心電図電極２４０とはいずれも脚部２１０、２２０の内側の面に沿った形状を有しているため、例えば下腿部や手首などのように、凹凸形状が小さく略筒状をなす人体の部位への装着に好適に使用することができる。

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、上記装置の構成や用途など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。

（ａ）本発明の実施の形態１に係る医用測定器具の斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１に係る医用測定器具の側面図 本発明の実施の形態１に係る医用測定器具の使用状態を説明するための図 本発明の実施の形態１に係る生体情報測定装置の構成を示す図 本発明の実施の形態２に係る医用測定器具の側面図 本発明の実施の形態２に係る医用測定器具の使用状態を説明するための図

符号の説明

１００、２００ 医用測定器具
１１０、１２０、２１０、２２０ 脚部
１４０、２４０ 心電図電極
１５０、２５０ エアバッグ
１６０ カフ
１７０ 生体情報測定装置本体

Claims (6)

1. 被検者の脈波を検出するための脈波センサと、
   前記被検者の心起電力を検出するための心電図電極と、
   前記被検者の所定部位を挟むための一対の脚部を有し、前記一対の脚部のうち一方の脚部に前記脈波センサを設け、且つ前記一対の脚部のうち他方の脚部に１つの前記心電図電極を設けてなり、前記脈波センサおよび前記心電図電極を前記所定部位に固定させるための支持体と、
   を有し、
   前記所定部位の体表に当接する前記心電図電極の当接面は、前記所定部位の側に向かって隆起する曲面の形状を有する、
   することを特徴とする医用測定器具。
2. 前記脈波センサと前記心電図電極とは、前記支持体上で互いに対向配置され、
   前記支持体は、
   前記一対の脚部を開閉自在に連結する連結手段と、
   連結された前記一対の脚部を閉じて前記脈波センサと前記心電図電極とを近づける方向に前記一対の脚部を付勢する付勢手段と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の医用測定器具。
3. 前記脈波センサは、検出した脈波を内部気体の圧力変動として出力するエアバッグを有することを特徴とする請求項１記載の医用測定器具。
4. 前記所定部位の体表に当接する前記脈波センサの当接面の向きを、前記所定部位の体表の凹凸形状に適合させるための適合手段をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項３記載の医用測定器具。
5. 前記適合手段は、前記一方の脚部と前記エアバッグとの間に介置されたクッションを有することを特徴とする請求項４記載の医用測定器具。
6. 請求項１記載の医用測定器具と、
   前記所定部位に巻回され、前記所定部位を圧迫するカフと、
   前記医用測定器具の前記脈波センサと前記カフとによるオシロメトリック方式の血圧測定と、前記医用測定器具の前記心電図電極による心電図の測定とを、並行して実行する生体情報測定部と、
   を有することを特徴とする生体情報測定装置。

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