JP5487963B2 - 血圧情報測定装置用カフおよびこれを備えた血圧情報測定装置 - Google Patents

血圧情報測定装置用カフおよびこれを備えた血圧情報測定装置 Download PDF

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Description

本発明は、血圧値等の血圧情報を測定する際に被測定部位に装着されて使用される血圧情報測定装置用カフ、およびこれを備えた血圧情報測定装置に関する。
血圧情報測定装置は、被験者の血圧情報を取得する。血圧情報測定装置が取得する血圧情報には、収縮期血圧値(最高血圧値)、拡張期血圧値(最低血圧値)、平均血圧値、被験者の脈波、脈拍、AI(Augmentation Index)値等、循環器系の種々の情報などが含まれる。これらの血圧情報に基づき、心臓の負荷、または動脈硬さの変化などを把握することができる。血圧情報測定装置は、循環器系の疾患の早期発見、予防または治療などのために使用されている。
一般に、血圧情報の測定には、血圧情報測定装置用カフ(以下、単にカフとも称する)が使用される。カフは、内腔を有する帯状の袋状カバー体を有し、生体(動脈)を圧迫するための流体袋を袋状カバー体の内部に内包している。カフは、上腕などの生体の一部に巻き付けられる。
収縮期血圧値または拡張期血圧値などの血圧値を測定するための血圧情報測定装置(以下、単に血圧計とも称する)においては、カフが生体の一部の体表面に巻き付けられる。カフに内包される流体袋に、気体や液体等の流体が注入または排出される。流体袋に流体が注入されることにより、流体袋は膨張する。流体袋から流体が排出されることにより、流体袋は収縮する。流体袋が膨張または収縮するときに発生する流体袋の内圧の変化が、動脈圧脈波または血圧値として取得される。
一般的に、非観血血圧測定法による血圧測定を行なう場合には、上腕にカフを巻き付けて、血液の流れを阻止するようにカフ内の空気圧を高め、動脈を圧迫する。このとき、空気袋と袋状カバー体その他の内包物との摩擦が生ずることによる締め付け具合の調節や、測定中にカフの締め付けを緩ませないこと、空気袋の中心位置を動脈の直上にあわせることが重要である。
ここで、カフを上腕に沿うように締め付けを容易にするものとして、カフに上腕に沿うよう略円筒状の可撓性部材からなるカーラを備えるものがある。このようなカフを開示するものとして、下記の特許文献1および2が挙げられる。
たとえば、空気袋で上腕を圧迫する際に、被験者が緩く巻いた状態で略円筒形状で空気袋が膨張すると、血管内容積に比べ、カフ内空気容量が血管内容積の10倍以上に大きくなるような場合がある。このような場合には、測定した血圧値が通常の血圧測定値に比べ、誤差を含んだ測定結果が生じてしまう。
図13は上腕301の断面を示す模式図である。上腕301は骨302を有し、上腕301の頂上位置(L2)から身体側にずれた位置に動脈303が位置している。図14はカフを上腕に正常に装着した状態を示す断面模式図である。空気袋361の中心位置が動脈303の直上に位置しており、カーラ391によって空気袋361が被測定部位に向けて適切に付勢されている。なお、図14において、空気袋361およびカーラ391を収容する帯状形態の袋状カバー体の図示は省略している。以下の図15においても同様である。
図15は、カフが上腕に緩く巻かれた状態を示す断面模式図である。空気袋361の中心位置は動脈303の直上に位置しているものの、カーラ391と上腕301の表面との距離が大きいために(図14の距離R1に比べ、距離R2が長い)、空気袋361の容量が大きくなり(カフ内空気容量の拡大)、十分に動脈303を圧迫できない状態となっている。その結果、測定した血圧値が通常の血圧測定値に比べ、誤差を含んだ測定結果となる。
特開平2−1221号公報 特開平6−38931号公報
この発明が解決しようとする課題は、血圧情報測定装置用カフが被測定部位に緩く巻かれた場合に、血圧情報測定装置により測定した血圧値が通常の血圧測定値に比べ、誤差を含んだ測定結果になってしまう点にある。したがって、この発明の目的は、血圧情報測定装置用カフが被測定部位に緩く巻かれた場合であっても、流体袋の容積変化の誤差を小さくすることにより、血圧測定の誤差を小さくすることが可能な血圧情報測定装置用カフおよびこれを備えた血圧情報測定装置を提供することにある。
本発明に基づく血圧情報測定装置用カフの一の局面では、被測定部位を圧迫するための流体袋と、上記流体袋を被測定部位に向けて付勢するためのカーラと、上記流体袋および上記カーラを収容し、上記流体袋および上記カーラを被測定部位に装着するため、被測定部位に巻きつけられる帯状形態の袋状カバー体とを備え、上記カーラは、被測定部位への巻き付け方向に沿う湾曲形状に成型されるとともに、曲率半径が変化する第1変曲点と第2変曲点とを含み、上記第1変曲点と上記第2変曲点との間は、上記第1変曲点および上記第2変曲点の、それぞれの上記カーラの端部側の上記カーラを曲率に沿って延長した位置よりも内側となるように成型され、上記第1変曲点と上記第2変曲点との中心位置と、上記流体袋の被測定部位への巻き付け方向に沿う中心位置とが重なるように設けられる。
上記発明の他の形態に基づく血圧情報測定装置用カフは、上記第1変曲点と上記第2変曲点との間は、直線となる領域を有する。
上記発明の他の形態に基づく血圧情報測定装置用カフは、上記第1変曲点と上記第2変曲点との距離は、約20mm〜約60mmである。
上記発明に基づいた血圧情報測定装置用カフの他の局面では、被測定部位を圧迫するための流体袋と、上記流体袋を被測定部位に向けて付勢するためのカーラと、上記流体袋および上記カーラを収容し、上記流体袋および上記カーラを被測定部位に装着するため、被測定部位に巻きつけられる帯状形態の袋状カバー体とを備え、上記カーラは、被測定部位への巻き付け方向に沿う湾曲形状に成型されるとともに、曲率半径が変化する第1変曲点と第2変曲点とを含み、上記第1変曲点と上記第2変曲点との間は、上記第1変曲点および上記第2変曲点のそれぞれの上記カーラの端部側の上記カーラを曲率に沿って延長した位置よりも内側となるように成型され、上記第1変曲点と上記第2変曲点との間の上記カーラと、上記流体袋の中心位置とが重なるように配置される。
本発明に基づく血圧情報測定装置は、上記のいずれかに記載の血圧情報測定装置用カフと、上記流体袋を膨縮させる膨縮機構と、血圧情報を取得する血圧情報取得部とを備える。
本発明によれば、血圧情報測定装置用カフが被測定部位に緩く巻かれた場合であっても、精度良く血圧測定を行なうことが可能な血圧情報測定装置用カフおよびこれを備えた血圧情報測定装置を提供する。
実施の形態における血圧計の全体構成を示す図である。 実施の形態における血圧計の構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態における血圧計の血圧測定処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態におけるカフの展開平面図である。 実施の形態におけるカフを上腕に巻き付けた状態を示す断面図である。 図4中のVI−VI線矢視断面図である。 実施の形態におけるカフに採用されるカーラを上腕に巻き付けた状態での、図8中のVII−VII線矢視断面図である。 実施の形態におけるカフに採用されるカーラを上腕に巻き付けた状態での斜視図である。 実施の形態におけるカフに採用されるカーラに外力が加わっていない状態での断面図である。 実施の形態におけるカフに採用されるカーラの他の形態を示す斜視図である。 実施の形態におけるカフに採用されるカーラのさらに他の形態を示す断面図である。 実施の形態におけるカフに採用されるカーラのさらに他の形態を示す断面図である。 上腕の断面を示す模式図である。 カフを上腕に正常に装着した状態を示す断面模式図である。 カフが上腕に緩く巻かれた状態を示す断面模式図である。
本発明に基づいた実施の形態における血圧情報測定装置用カフおよびこれを備えた血圧情報測定装置について、以下、図面を参照しながら説明する。
以下の実施の形態においては、血圧情報測定装置用カフの一例として、上腕に巻き付けられて使用される血圧計用カフについて説明する。血圧情報測定装置用カフを備えた血圧情報測定装置の一例として、上記血圧計用カフを用いて収縮期血圧値および拡張期血圧値等の血圧値を測定可能とした血圧計について説明する。
以下の各実施の形態においては、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。以下に説明する各実施の形態において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
まず、図1から図3を参照して、本実施の形態における血圧計100について説明する。なお、図1は血圧計100の全体構成を示す図、図2は血圧計100の構成を示す機能ブロック図、図3は血圧計100の血圧測定処理の流れを示すフローチャートである。
図1を参照して、血圧計100は、装置本体110と、血圧計用カフ150とを有する。血圧計100は、血圧計用カフ150が被験者の上腕に装着される上腕式血圧計である。
装置本体110と血圧計用カフ150とは、分離して設けられており、血圧測定時において、装置本体110は机などの載置面に載置されて使用される。装置本体110と血圧計用カフ150とは、血圧計用カフ150に設けられたエア接続口146に接続管140が接続される。
装置本体110には、表示部122および操作部124が設けられている。表示部122は、血圧値の測定結果や脈拍数の測定結果等を、数値やグラフなどを用いて視認可能に表示する。この表示部122としては、たとえば液晶パネル等が利用される。操作部124には、たとえば、電源ボタンや測定開始ボタン、血圧計用カフ150の使用者に関する情報を入力するための入力ボタンなどの各種ボタンが設けられている。
血圧計用カフ150は、帯形状の外観を有し、被験者の上腕の周囲に巻き付けられる。血圧計用カフ150は、上腕を圧迫するための流体袋161と、流体袋161を上腕に巻き付けて装着するための袋状カバー体166とを有する。流体袋161は、袋状カバー体166の内部に設けられた空間に収容されている。
図2は、図1中の血圧計の構成を示す機能ブロック図である。図1および図2を参照して、装置本体110の内部には、血圧計用カフ150に内包された流体袋161に空気を供給または排出するための血圧測定用エア系コンポーネント131が設けられている。
血圧測定用エア系コンポーネント131は、流体袋161内の圧力を検出する圧力検出手段である圧力センサ132と、流体袋161を膨縮させるための膨縮機構部133であるポンプ134および弁135とを有する。装置本体110の内部には、血圧測定用エア系コンポーネント131に関連して発振回路136、ポンプ駆動回路137および弁駆動回路138が設けられている。
装置本体110には、各部を集中的に制御および監視するためのCPU(Central Processing Unit)121と、CPU121に所定の動作をさせるプログラムや測定された血圧値などの各種情報を記憶するためのメモリ部123と、血圧測定結果を含む各種情報を表示するための表示部122と、測定のための各種指示を入力するために操作される操作部124とが設けられている。CPU121は、血圧値を算出するための血圧値算出手段としても機能する。
圧力センサ132は、流体袋161内の圧力(以下、「カフ圧」という)を検出し、検出した圧力に応じた信号を発振回路136に出力する。ポンプ134は、流体袋161に空気を供給する。弁135は、流体袋161内の圧力を維持したり、流体袋161内の空気を排出したりする際に開閉する。発振回路136は、圧力センサ132の出力値に応じた発振周波数の信号をCPU121に出力する。ポンプ駆動回路137は、ポンプ134の駆動をCPU121から与えられる制御信号に基づいて制御する。弁駆動回路138は、弁135の開閉制御をCPU121から与えられる制御信号に基づいて行なう。
次に、図3を参照して、血圧計100における血圧測定処理の流れについて説明する。このフローチャートに従うプログラムは、図2において示したメモリ部123に予め記憶されており、CPU121がメモリ部123からこのプログラムを読出して実行することにより、血圧測定処理が実施される。
図2および図3を参照して、被験者が血圧計100の操作部124の操作ボタンを操作
して電源をオンにすると血圧計100の初期化がなされる(ステップS1)。次に、測定可能状態になると、CPU121はポンプ134の駆動を開始し、流体袋161のカフ圧を徐々に上昇させる(ステップS2)。カフ圧を徐々に加圧する過程において、カフ圧が血圧測定のために必要な所定のレベルにまで達すると、CPU121はポンプ134を停止し、次いで閉じていた弁135を徐々に開いて流体袋161の空気を徐々に排気し、カフ圧を徐々に減圧させ(ステップS3)、このカフ圧の微速減圧過程においてカフ圧の検出が行なわれる。
次に、CPU121は公知の手順で収縮期血圧値(最高血圧値)および拡張期血圧値(最低血圧値)を算出する(ステップS4)。具体的には、カフ圧が徐々に減圧する過程において、CPU121は発振回路136から得られる発振周波数に基づき脈波情報を抽出する。そして、抽出された脈波情報により血圧値を算出する。ステップS4において血圧値が算出されると、算出された血圧値を表示部122に表示する(ステップS5)。
なお、以上において説明した測定方式は、流体袋の減圧時に脈波を検出して血圧値を算出するいわゆる減圧測定方式に基づいたものであるが、流体袋の加圧時に脈波を検出して血圧値を算出するいわゆる加圧測定方式を採用することも当然に可能である。
(血圧計用カフ150の構造)
次に、図4から図6を参照して、血圧計用カフ150の構造について説明する。なお、図4は展開した状態、図5は上腕に巻き付けた状態を示す断面図、図6は図4中のVI−VI線矢視断面図である。
この血圧計用カフ150は、被験者の上腕を圧迫するための流体袋161と、流体袋161を上腕に向けて付勢するためのカーラ191と、流体袋161およびカーラ191を収容しながら被験者の上腕に流体袋161を装着するため、被験者の上腕に巻きつけられる帯状形態の袋状カバー体166とを備えている。
袋状カバー体166の流体袋161が収容される外面には、袋状カバー体166が被験者の上腕に巻き付けられた状態において、袋状カバー体166の一端が袋状カバー体166の他端側に係合するための面ファスナ192が設けられている。袋状カバー体166には、好適にはポリアミド(PA)、ポリエステル等の合成繊維からなる布地によって形成されている。
カーラ191は、流体袋161を上腕に向けて付勢するための湾曲弾性板である。カーラ191を展開した状態においては帯形状を有する。カーラ191は、上腕にフィットするように、上腕の軸方向に延びる円筒形状に形成されており、環状に巻き回されることによって径方向に弾性変形可能に構成された可撓性の部材からなる。カーラ191は、十分な弾性力を発現するように、たとえばポリプロピレン(PP)等の樹脂部材にて形成されている。
流体袋161を形成する樹脂シートの材質としては、伸縮性に富んだ材料が用いられ、樹脂シートの好適な材質としては、エチレン−酢酸ビニール共重合体(EVA)、軟質塩化ビニル(PVC)、ポリウレタン(PU)、ポリアミド(PA)、生ゴム等が挙げられる。
血圧計用カフ150には、装置本体110から流体袋161内に空気を導入または排出するためのエア接続口146が設けられている。このエア接続口146は、上腕に巻き付けた状態において、上腕の頂上位置(L2)となるように、血圧計の取扱説明書に説明されているとともに、血圧計用カフ150に示されている。また、血圧計用カフ150には
、動脈位置(L1)が示されている。
図5および図6を参照して、血圧の測定においては、流体袋161の中心位置を動脈の直上にあわせることが重要であることから、動脈位置(L1)と流体袋161の上腕への巻き付け方向に沿う中心位置とが重なるように、流体袋161は、袋状カバー体166内において保持されている。エア接続口146(頂上位置(L2))と動脈位置(L1)との間隔は、約40mmに設定されている。
(カーラ191の具体的構成)
次に、図7から図9を参照して、本実施の形態におけるカーラ191の具体的構成について説明する。図7はカーラ191を上腕に巻き付けた状態での、図8中のVII−VII線矢視断面図、図8はカーラ191を上腕に巻き付けた状態での斜視図、図9はカーラ191の断面図である。
カーラ191は、上記したように上腕にフィットするように、上腕の軸方向に延びる円筒形状に形成されており、環状に巻き回されることによって径方向に弾性変形可能に構成された可撓性の部材からなる。カーラ191は大別すると3つの領域から構成され、第1湾曲部191a、第2湾曲部191b、および第1湾曲部191aと第2湾曲部191bとを連結する連結部191cを有する。なお、第1湾曲部191aは、一の曲率半径または複数の曲率半径を有するように成型されている。第2湾曲部191bも第1湾曲部191aと同様である。
第1湾曲部191aと連結部191cとの連結点が、曲率半径が変化する第1変曲点P1を構成し、第2湾曲部191bと連結部191cとの連結点が、曲率半径が変化する第2変曲点P2を構成する。第1変曲点P1と第2変曲点P2との間の連結部191cは、第1変曲点P1の端部側に位置するカーラ191の第1湾曲部191aを延長したよりも内側となるように、また、第2変曲点P2の端部側に位置するカーラ191の第2湾曲部191bを延長したよりも内側となるように成型することが好ましく、図7に示す形態では、第1変曲点P1と第2変曲点P2との間は直線となるように成型されている。また、連結部191cは、カーラ191の軸方向の一端から他端にわたって成型されている。
第1変曲点P1と第2変曲点P2との間の距離(連結部191cの長さ)は約20mm〜約60mmであり、好ましくは、約20mm〜約40mm、本実施の形態では、30mm(L11=15mm)を採用している。
なお、図5および図7に示す状態は、上腕に装着された状態であるため、第1湾曲部191aおよび第2湾曲部191bが拡がった状態が図示されている。カーラ191に外力が作用していない状態においては、図9に示すように、第1湾曲部191aおよび第2湾曲部191bは内側に湾曲し、一部が重なりあう状態となる。
(作用・効果)
本実施の形態おけるカーラ191を採用した血圧計用カフ150およびこれを備えた血圧計100によれば、カーラ191に曲率半径が変化する第1変曲点P1と第2変曲点P2とを設け、この第1変曲点P1と第2変曲点P2との間は、第1変曲点P1および第2変曲点P2の、それぞれの端部側に位置するカーラ191の第1湾曲部191aおよび第2湾曲部191bを、それぞれの曲率に沿って延長した位置よりも内側となるように、直線状の連結部191cが設けられている。
これにより、上腕に血圧計用カフ150を緩く装着した場合であっても、直線状の連結部191cの中心位置L1は、動脈位置L1の直上に位置していることから、従来の構造
に比べて、カーラ191と上腕の表面との距離を短くすることができる。その結果、流体袋161の膨張方向を上腕の軸中心方向へ向かわせることができる。また、2つの変曲点の間に流体袋161を押圧することができるため、流体袋161への皺の発生を抑制することができる。
これにより、血圧計を用いた血圧測定時において、従来の構造に比べて、カーラ191と上腕の表面との距離が短いことから、流体袋161の容積変化の誤差を小さくすることができ、血圧測定の誤差を小さくすることが可能となる。
なお、上記血圧計用カフ150は、直線状の連結部191cとして、カーラ191の軸方向の一端から他端にわたって成型された場合を示しているが、図10に示すカーラ191Aに示すように、カーラ191Aの軸方向において、中間領域にのみ直線状の連結部191cを成型するようにしてもかまわない。
また、カーラ191の他の構成として、図11に示すカーラ191Bの構成を採用することも可能である。上記カーラ191は、第1変曲点P1と第2変曲点P2との間は、直線状の連結部191cとしているが、カーラ191Bは、第1変曲点P1および第2変曲点P2の、それぞれの端部側に位置するカーラ191の第1湾曲部191aおよび第2湾曲部191bを、それぞれの曲率に沿って延長した位置よりも内側となるように、第1湾曲部191aおよび第2湾曲部191bを延長した曲率半径R1よりも大きい曲率半径R2となるように連結部191cを成型している。
また、カーラ191のさらに他の構成として、図12に示すカーラ191Cの構成を採用することも可能である。このカーラ191Cは、連結部191cが内側に凹む形状に成型されている。
上記カーラ191Bおよびカーラ191Cの構成であっても、上腕に血圧計用カフ150を緩く装着した場合に、従来の構造に比べて、カーラ191と上腕の表面との距離を短くすることができる。その結果、血圧計を用いた血圧測定時において、血圧計用カフ150を緩く装着した場合であっても、流体袋161の容積変化の誤差を小さくすることができ、血圧測定の誤差を小さくすることが可能となる。
また、上記実施の形態における血圧計用カフ150においては、好ましい例として第1変曲点P1と第2変曲点P2との中心位置L1と、流体袋161の上腕への巻き付け方向に沿う中心位置L1とが重なるように設けられる場合について説明したが、他の形態として、第1変曲点P1と第2変曲点P2との間に位置する連結部191cに、流体袋161の中心位置が重なるように配置されることでも、カーラ191と上腕の表面との距離を従来構造よりも短くすることができる。
その結果、血圧計を用いた血圧測定時において、血圧計を用いた血圧測定時において、流体袋161の容積変化の誤差を小さくすることができ、血圧測定の誤差を小さくすることが可能となる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
100 血圧計、110 装置本体、121 CPU(Central Processing Unit)、
122 表示部、123 メモリ部、124 操作部、131 血圧測定用エア系コンポーネント、132 圧力センサ、133 膨縮機構部、134 ポンプ、135 弁、136 発振回路、137 ポンプ駆動回路、138 弁駆動回路、140 接続管、146 エア接続口、150 血圧計用カフ、161 流体袋、166 袋状カバー体、191,191A,191B,191C カーラ、191a 第1湾曲部、191b 第2湾曲部、191c 連結部、192 面ファスナ、301 上腕、302 骨、303 動脈、P1 第1変曲点、P2 第2変曲点。

Claims (4)

  1. 被測定部位を圧迫するための流体袋と、
    前記流体袋を被測定部位に向けて付勢するためのカーラと、
    前記流体袋および前記カーラを収容し、前記流体袋および前記カーラを被測定部位に装着するため、被測定部位に巻きつけられる帯状形態の袋状カバー体と、を備え、
    前記カーラは、被測定部位への巻き付け方向に沿う湾曲形状に成型されるとともに、曲率半径が変化する第1変曲点と第2変曲点とを含み、
    前記第1変曲点と前記第2変曲点との間は、前記第1変曲点および前記第2変曲点の、それぞれの前記カーラの端部側の前記カーラを曲率に沿って延長した位置よりも内側となるように成型され、
    前記第1変曲点と前記第2変曲点との中心位置と、前記流体袋の被測定部位への巻き付け方向に沿う中心位置とが重なるように設けられ
    前記第1変曲点と前記第2変曲点との間は直線となる領域を有する、血圧情報測定装置用カフ。
  2. 前記第1変曲点と前記第2変曲点との距離は、約20mm〜約60mmである、請求項に記載の血圧情報測定装置用カフ。
  3. 被測定部位を圧迫するための流体袋と、
    前記流体袋を被測定部位に向けて付勢するためのカーラと、
    前記流体袋および前記カーラを収容し、前記流体袋および前記カーラを被測定部位に装着するため、被測定部位に巻きつけられる帯状形態の袋状カバー体と、を備え、
    前記カーラは、被測定部位への巻き付け方向に沿う湾曲形状に成型されるとともに、曲率半径が変化する第1変曲点と第2変曲点とを含み
    前記第1変曲点と前記第2変曲点との間は、前記第1変曲点および前記第2変曲点のそれぞれの前記カーラの端部側の前記カーラを曲率に沿って延長した位置よりも内側となるように成型され、
    前記第1変曲点と前記第2変曲点との間の前記カーラと、前記流体袋の中心位置とが重なるように配置され、
    前記第1変曲点と前記第2変曲点との間は直線となる領域を有する、血圧情報測定装置用カフ。
  4. 請求項1から3のいずれかに記載の血圧情報測定装置用カフと、
    前記流体袋を膨縮させる膨縮機構と、
    血圧情報を取得する血圧情報取得部と、
    を備えた、血圧情報測定装置。
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