JP5424758B2 - 電子血圧計 - Google Patents
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Description
したがって、この方法は、空気袋の圧力と上腕動脈内の圧力が一致していることが前提となっている。この前提を実現するために、腕の太さにあった腕帯部のサイズの使用と、上腕への腕帯部の巻き方がガイドラインにて示されている。巻き方については、空気袋の中心が上腕の内側にある上腕動脈上に位置すること、また、巻き強さについて、腕への圧迫を拡張期血圧値より低くする必要があり、指2本が腕帯部と腕との間に挿入できる程度の巻き強さにすることが推奨されている。
近年、これらを解消するア−ムインタイプ血圧計が開発され、普及している。
アームインタイプの電子血圧計本体の内部には、腕帯部が配置されており、腕帯部の両端部は、腕置き台の両側を通って本体の下部に設けられた自動巻き取り機構に連結されている。また、空気袋は腕帯部の一部分に形成されている。この自動巻き取り機構が作動すると、腕帯部の空気袋が形成されていない腕帯部の両端部が巻き取られ、空気袋が腕に密着されるようになっている(特許文献1を参照)。
しかし、太い腕の場合には、空気袋の中央が上腕二頭筋部分に来ていて、圧迫したい上腕動脈は空気袋の端に位置することになり、理想的な上腕動脈の圧閉ができない場合がある。これを解決するためには、測定者は測定のたびに上腕の動脈が存在する箇所が空気袋のなるべく中央部にくるように、自分の上腕をねじる等して位置を合わせなければならず、実現が難しい測定方法になり、結果として、正確に血圧測定を行うことが困難な場合があった。
図1は、本発明の電子血圧計の好ましい実施形態を示す斜視図である。
図1に示す電子血圧計1は、自動電子血圧計ともいい、血圧測定方式の一例としてオシロメトリック法が用いられ、脈波を検出して血圧測定を行う装置である。図1に示す電子血圧計1は、腕帯部2と、血圧計本体部10を備え、腕帯部2Aと血圧計本体部10Aが一体的に形成されている。
電子血圧計1では、腕帯部2の空気袋が血圧計本体部10のケーシング30内に収納されているアームイン式の血圧計である。血圧計本体部10は、好ましくは折り畳み式または着脱式の腕置き部100を有している。これにより、腕帯部2の挿入開口11P内に上腕Tを挿入して腕置き部100に上腕Tを置くことで、上腕Tにより安定した姿勢で血圧測定をすることができる。ケーシング100内のケーシング30の上部には、表示部31が配置されている。腕帯部2と血圧計本体部10とは有線(電気信号線)3(図2を参照)により電気的に接続され、しかも腕帯部2と血圧計本体部10とがエアーの給排気路であるフレキシブルなチューブ4(図2を参照)により接続されている。
図1に示す血圧計本体部10は、ケーシング30を有している。ケーシング30は、例えばプラスチック製の部材であり、上面部32と、前端面部33と後端面部34と、側面部35,36と、底面部42を有している。
図1に示すように、ケーシング30の上面部32には、表示部31が配置されている。ケーシング30には、操作部57(図9参照)を構成する開始/停止ボタン37と、メモリ呼び出し・時刻・アラーム設定ボタン38と、記憶しないボタン39が配置されている。開始/停止ボタン37は測定者が押すことで、血圧測定操作の開始あるいは停止をするためのボタンである。
記憶しないボタン39は、測定者が、収縮期血圧(最高血圧値)と、拡張期血圧(最低血圧値)と、脈拍値と、脈圧を図示しないメモリ部に記憶しない場合だけ押すためのボタンである。
図2は、図1からケーシング30を外して腕帯部2を矢印M方向から見た斜視図である。
図1に示すように、腕帯部2は、血圧計本体部10のケーシング(筐体ともいう)30内に収納されている。腕帯部2は、血圧測定時に測定者の上腕Tを挿入して圧迫するために、図1に示すように上腕TをD1方向に差し込むほぼ一端が切れた円筒状構造(筒体)を有している。これにより、この腕帯部2は、通常の腕帯部と異なり測定者の上腕Tに対して腕帯部を巻き付ける必要が無く、左右のいずれの上腕Tでも容易に血圧測定が可能である。
図3は、図1に示す腕帯部本体11のA−A線における断面構造例を示す図である。図4は、上述した腕帯部本体11の空気袋14と、支持部材(支持体)であるバッキング材15と、筒状の内布17と、案内板18を示している図である。
図3と図2に示すように、腕帯部本体11は、空気袋14と、バッキング材15と、内布17と、案内板18を有する。腕帯部本体11は、測定方式にマイクロフォン法(コロトコフ法)を測定方式に用いる場合にはこの他にマイクロフォンやノイズセンサ等を内蔵している。
すなわち、空気袋14は、例えば、塩化ビニル,ウレタン、合成ゴム,天然ゴム等の伸縮性を有する材質で形成されている。空気袋14内へは、図1に示す血圧計本体部10内の破線で示すポンプ45の作動により、チューブ4(図9参照)を通じてエアーを供給して上腕Tを圧迫する。
また、制御バルブ(減圧バルブ)47にて空気袋14内からエアーを徐々に外へ排気したり、排気バルブ46にて空気袋14内からエアーを外へ急排気できる。
図3と図4に示す案内板18は、内布17が滑りやすい摺動性の良い例えばプラスチック製の板であり、端面が橇の様に筒体の中心に向かいわずかに反っている形状で、すべりの良い材質としては例えばポリプロピレン(PP)または、材料の表面にすべりの良いテ−プ、例えばテフロン(デュポン社の登録商標)テープを貼った部材により形成されている。図3に示す案内板18は、バッキング材15の第2端部15Bの渦巻形状の外側の面に配置されていることで、空気袋14の残空気により凹凸となっている空気袋14の表面をすべり、渦巻状のバッキング材15がスム−ズに縮径することが可能となる。
この実施形態では、ワイヤー(線材)12を自動巻き取り部13により巻き上げる前の状態では、空気袋14の第1端部14A(一方の端部)と空気袋14の第2端部14B(他の端部)とが重なり合う状態になるようにワイヤー12により保持されている。
ワイヤー12を巻き上げることで空気袋14の第1端部14Aと、空気袋14の第2端部14Bとは、それぞれ各R方向に相対的に移動して、第1端部14Aと第2端部14Bとが重なり合う部分がさらに増えるようになっている。
図6は、図2に示すワイヤー12の自動巻き取り部13と腕帯部本体11の上部を示す斜視図である。図7は、ワイヤー12の自動巻き取り部13と腕帯部本体11を図2のB方向から見た平面図である。
図2と図3と図6と図7に示すワイヤー12は、腕帯部本体11の全周方向に沿って螺旋状に複数回巻き付けられており、図2の例ではワイヤー12はほぼ2.5ターン巻かれている。ワイヤー12は伸縮性に乏しい線材、例えば金属製の細い線、プラスチック製の細い線、繊維の細い線等を採用できる。金属製の細い線としては、SUS線、ピアノ線等である。ワイヤー12は単線であっても、複数の線を撚った撚り線であっても良い。
さらに、線材は、所定幅を有する長いベルト状部材であってもよい。線材を幅のある部材で形成する場合には、線材と腕帯部本体11の接触面積が大きくなるので、滑り抵抗が増加するものの、断面積が円形であるワイヤー12よりも剛性を上げる利点がある。
ワイヤー12の配置経路を詳細に説明する。図2と図3に示すように、ワイヤー12の始点50は、ケース本体60Aの開口60Cを通してケース本体60Aの外側に導き出されている。ワイヤー12は、図2に示す始点50から矢印S1方向に向けて、図2と図3の矢印S2で示すようにバッキング材15の外面上を通過する。
図8は、自動巻き取り部13の一部を拡大して示す平面図である。
図6と図7に示すように、自動巻き取り部13は、自動巻き上げ機構部ともいい、図示例では腕帯部本体11の外周面の適所、例えば上部に搭載されている。自動巻き取り部13は、ケース60と、電動モータ61と、ウォームギア62と、ウォームホイール63と、巻き取り部材64と、軸受け65を有する。電動モータ61は、信号線3(図9参照)により血圧計本体部10に電気的に接続されている。
図7に示すように、取り付け部66は板状の部材であり、ケース本体60Aと一体に成形されており、第1取り付け端部66Aと第2取り付け端部66Bを有している。ケース本体60Aは、第1取り付け端部66Aと第2取り付け端部66Bにより、腕帯部本体11に対して固定されている。
図9の破線で示すように、血圧計本体部は、空気袋14内の圧力信号に重畳している脈波を検出する脈波検出部205と、加圧システム151と、排気システム52と、圧力検出システム53と、電源システム54と、音声システム55と、制御システム56とを有する。
モータ制御部は腕帯部を腕に密着させるため、渦巻状バッキング材15に巻きつけられた線材の巻き上げ、および、巻き戻しを行うため、回転開始、回転停止、および、正転、逆転の制御を行う。メモリ部69は、制御システム56のCPU(中央処理部)により処理すべきプログラムが記憶されているROM(読み出し専用メモリ)である。RTC59は、時計機能を司る。操作部57は、制御システム56に電気的に接続されており、すでに説明した開始/停止ボタン37と、音量ボタン38と、モード選択ボタン39を有している。
すなわち、圧力信号は腕帯部2の空気袋14からチューブ4を含む配管により圧力センサ−164にて検出され、増幅および周波数的に帯域制限フィルタ(ノイズカットフィルタ−)によりノイズ弁別され、A/D変換器203にてデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号はさらに、マイコンを含む制御システム(CPU)56にて、デジタルフィルタにて周波数的に弁別され、腕帯部2の空気袋14内の圧力信号と脈波信号とに分離される。
ここで、オシロメトリック法による血圧測定および脈拍数の測定について説明する。
腕帯部2に収納された空気袋14をポンプで加圧することにより、使用者(測定者)の上腕を圧迫して血管内の血流を止めた後に減圧し、腕帯部2の空気袋14内の圧力に重畳している脈波の振幅変化を検出する。脈波の振幅変化は減圧に従い徐々に大きくなり、最大値を迎え、その後徐々に小さくなりほぼ、一定となる変化をする。
この変化は、腕帯部2の空気袋14下の血管が圧閉されている状態から、空気袋14の減圧により血管が徐々に開き、血管容積の増加にともない脈波振幅が大きくなり、そして、血管が最大に開きそして圧閉する血管容積の変化が最も大きい状況になる。この時点が脈波振幅の最大値となる時点である。さらに空気袋14の圧力を減圧すると空気袋14のエッジ効果(空気袋14の血管圧迫力は空気袋14の中央で最も高く、空気袋14の端に向かい減少し空気袋14の端でゼロになる現象)により血管の腕帯部により圧閉される血管容積が減少し、この血管容積により生じる脈波振幅は徐々に減少する。腕帯部圧力が最低血圧(拡張期血圧)以下になると、血管の圧閉は全くなくなるのでさらに脈波振幅は減少し、さらに減圧が進むと、血管の潰れ方も小さくなるので脈波振幅は小さく去りほぼ一定となる。最高血圧(収縮期血圧)と最低血圧(拡張期血圧)の求め方は、経験的に、最高血圧は脈波の振幅が脈波振幅最大値の約50%に、また、最低血圧は脈波の振幅最大値の60%になったときの腕帯部圧力値に等しくなる。減圧過程において、脈波の検出を行い、脈波の振幅とそのときの腕帯部圧力値をペアで時系列に記憶する。脈波振幅の変化が増加より減少にかわったら、脈波振幅の最大値を計測し、時系列に記録した脈波振幅と腕帯部圧力値のペアより脈波振幅の最大値の50%の値に最も近い脈波を検索し、ペアとして記録されている腕帯部圧値を最高血圧として決定する。さらに減圧過程で、引き続き脈波検出を続け、脈波振幅の最大値の60%の値以下になった初めての脈波を検出したときの腕帯部圧力値を最低血圧とし決定し血圧測定を終了する。さらに、検出した脈波数と測定時間から脈拍数を演算する。
電子血圧計1では、腕帯部2の腕への巻きつけ具合を適当なものにするため、巻上げ前に腕帯部2の空気袋14内に空気を少量注入する(数秒間ポンプを駆動する。)ためポンプ44,45で加圧する。その後、後述するワイヤー12での巻き上げ、腕帯部2の空気袋14内圧が5mmHgになったら巻き上げ動作を停止する。
その後、ポンプ44,45により、使用者(測定者)の最高血圧よりも約30から40mmHg程度高い圧力まで加圧を行う。この最大加圧値については、測定前に予め規定値を設定しても良いが、加圧途中で脈波を検出し、脈波振幅が増加より現象に変化したことを検出し、大まかに腕帯部圧が最高血圧以上になったと推定し、加圧を停止する工夫をする場合もある。
使用者の最高血圧値以上に加圧終了後、圧力信号を検出し、制御バルブ47を駆動部66の制御によりコントロ−ルして、一定速度で排気して減圧しつつ圧力センサ164を用いて腕帯部2内の空気袋14の圧力を検出すると同時に、腕帯部2内の空気袋14の圧に重畳している脈波振幅を脈波検出部205で検出して最高血圧値と最低血圧値および脈拍数を算出し、算出した最高血圧値と最低血圧値、脈拍数を表示部31に表示できる。
図10は、本発明の電子血圧計による血圧測定手順例を示す図である。
図10に示すステップS1では、図1に示すように測定者の上腕Tを腕帯部本体11の挿入開口11Pに挿入する。これにより、図3に示すように上腕Tの全周囲は、空気袋14により覆われる。
図10のステップS2では、測定者は図1の電子血圧計本体部10の開始/停止ボタン37を押す。これにより、回路基板48の制御システム56の指令により、排気バルブ46は閉じて空気袋14は密閉され、空気袋14内には、図1の電子血圧計本体部10のポンプ45から、チューブ4を経て微量エアーが供給される(図10のステップS3)上述したように、カフ筒体を適度に縮径させるために、規定時間動かし、空気袋にエアーを供給する。
また、図3に示すように、ワイヤー12が巻き取られて腕帯部本体11の内径が縮径されて、空気袋14が上腕Tの全周囲にわたって密着される際には、腕帯部本体11の第1端部20と第2端部21が次のように作用する。すなわち、図3に示すように、第1端部20と第2端部21が血圧測定前に予め重なっており、第1端部20はワイヤー12を用いてR方向に引くことで第2端部21に対して移動して、腕帯部本体11の内径を小さくして上腕Tに密着させることができる。このように、第1端部20をR方向に移動できるようにするために、第2端部が折れ曲がらず、かつ、摺動抵抗とならずに、第1端部の空気袋14の表面をうまく摺動し、第2端部21は腕帯部本体11の中心位置Cに向けて、所定角、例えば30°で曲げて形成されている。
さらに、図2に示すように、ワイヤー12は腕帯部11の全周方向に沿って均一に押さえられるように少しずつずれるようにしてほぼ2回半回すことで配置されている。ワイヤー12は、腕帯部11の直径方向Dと直交する軸方向CLに沿ってワイヤー配置位置P1、P2、P3に分散して配置されている。これにより、空気袋14を押さえが弱い腕帯部2の端部まで均一におさえられ、筒体が広がるのを阻止し、ワイヤー12を引いて腕帯部11の直径を全周囲にわたって均等に小さくすることができる。また、ワイヤー12を巻き取った量だけ戻すことで、渦巻状バッキング材の端が重なった状態に戻すことが可能となる。
また、ワイヤー12の巻上げ時には、ウォームギア62の回転数をケース60の内面にあるフォトレフレクタ161(図6、図8に記載)によりカウントし記憶する。
図10のステップS6では、電子血圧計本体部10は血圧の測定を開始し、回路基板48の制御システム56の指令により、空気袋14内には、図1の電子血圧計本体部10のポンプ44,45からエアーが供給されるので、上腕Tの全周囲は空気袋14により、所定の圧力まで、または、加圧時に検出された脈波振幅によりオシロメトリック法にて、腕帯部圧力が最高血圧を超えたことが検出できたら加圧を中止する。
その後、図10のステップS8では、回路基板48の制御システム56の指令により、モータ駆動部61Bを制御して図7に示す電動モータ61を逆回転で駆動して、出力軸8とともにウォームギア62が所定の(測定開始まえに記録した、空気袋が5mmHgになるまでにウォームギア62の回転数)回転数だけ回転して停止する。これにより、ウォームホイール63と巻き取り部材64がH2方向に逆回転して、ワイヤー12が巻き取り部材64により所定の長さだけ巻き戻される。このワイヤー12の巻き戻しの際には、バッキング部材15のバネ性がワイヤー12のたるみをとるように作用して、ワイヤー12は巻き取り部64から容易にしかも確実に巻き戻すことができる。
例えば、図2のワイヤー12は、F方向から見て位置P1、P2、P3において3列に配置され、より詳しくは腕帯部11に対してほぼ2.5ターン巻いて配置されている。しかし、これに限らず2ターン巻きあるいは4ターン巻き以上であっても良い。
図1の表示部31は、例えば液晶表示装置の他に、有機EL装置、蛍光表示装置等、特に種類は限定されない。また、表示部31に表示される圧力は、ディフォルトとしてmmHgとしているが、内部スイッチやモード選択ボタン39などで、kPa表示に変更できようにしてもよい
しかし、これに限らず、ワイヤー12を自動巻き取り部13により巻き上げる前の状態では空気袋14の端部14と空気袋14の他の端部14Bとが必ずしも重なり合ってはいないが、血圧測定時にワイヤー12を自動巻き取り部13により巻き上げた状態では空気袋14の端部14Aと空気袋14の他の端部14Bとは重なり合うようにワイヤー12により保持されているようにしても良い。
Claims (3)
- 上腕を腕帯部の挿入部に挿入し、該上腕に空気袋を密着させて血圧を測定する電子血圧計であって、
該腕帯部は、弾性を備えた渦巻形状の帯体をなすバッキング材と、前記バッキング材の内側の全周に配置されている空気袋とを有し、該空気袋を前記上腕に密着させるために、ワイヤーが前記バッキング材の外周に巻き付けられており、前記ワイヤーの一端が自動巻き取り部に接続され、かつ、前記ワイヤーの他端が前記バッキング材の端部に固定されて構成されており、前記ワイヤーは、前記空気袋の外周方向に対して、複数周巻き付けて配置されていて、
前記ワイヤーが伸縮性に乏しい線材であり、
前記自動巻き取り部は、電動モータと、前記電動モータの出力軸に固定されたウォームギアと、前記ウォームギアに噛み合わされたウォームホイールと、前記ウォームホイールとともに回転し前記ワイヤーの前記一端が取り付けられて糸巻き状に巻き取られる巻き取り部材とを前記腕帯部の外周面の適所に配置されたケースに収容する構成とされている
ことを特徴とする電子血圧計。 - 前記ワイヤーは、前記空気袋の直径方向と直交する方向に沿って間隔をおいた複数の位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電子血圧計。
- 前記空気袋と前記バッキング材は、内布により覆われていることを特徴とする請求項1または2に記載の電子血圧計。
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