JP6540396B2

JP6540396B2 - 脈波検出装置

Info

Publication number: JP6540396B2
Application number: JP2015175964A
Authority: JP
Inventors: ブリガムブライアン; 正幸福塚; 新吾山下; 北川　毅; 毅北川; 小椋　敏彦; 敏彦小椋; 祐之若宮
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-09-07
Also published as: EP3332701A1; WO2017043261A1; JP2017051274A; EP3332701B1; CN108024735A; CN108024735B; EP3332701A4; US20180192892A1; US11553847B2

Description

本発明は、脈波検出装置に関する。

手首の橈骨動脈等の動脈が通る生体部位に圧力検出素子を押圧した状態で、この圧力検出素子により検出される情報を用いて脈拍や血圧等の生体情報を測定することのできる手首装着型の生体情報測定装置が知られている（例えば特許文献１、２参照）。

特開２００８−１６８０５４号公報特開平０５−３２９１１７号公報

特許文献１に記載の生体情報測定装置は、圧力検出素子によって橈骨動脈を圧迫する際に、圧力検出素子を搭載する筐体によっても橈骨動脈が圧迫される。この筐体による手首の圧迫圧力が圧力検出素子による手首への圧迫圧力よりも大きくなると、圧脈波を精度よく検出することができない。

特許文献２に記載の生体情報測定装置は、圧力検出素子がその周囲に設けられた規制壁によって適正な量だけ手首側に突出するように構成されている。このため、この規制壁によっても手首が圧迫されることになる。規制壁による手首への圧迫圧力が圧力検出素子による手首への圧迫圧力よりも大きくなると、圧脈波を精度よく検出することができない。

特許文献１，２では、こういった圧脈波の検出精度低下といった課題について考慮されていない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、圧脈波の検出精度を向上させることのできる脈波検出装置を提供することを目的とする。

本発明の脈波検出装置は、圧力検出素子が形成された押圧面を被測定者の手首における橈骨動脈の上の皮膚に押し当てて、橈骨動脈から圧脈波を検出する圧脈波検出部と、前記押圧面を手首側に露出させた状態で前記圧脈波検出部を収容する筐体と、を備え、前記筐体を手首に装着した装着状態において、前記押圧面に隣接する位置で前記押圧面とともに前記橈骨動脈の上の皮膚に接触する前記筐体の部分が、前記押圧面に垂直な方向に変形可能であり、前記装着状態における前記筐体の部分による橈骨動脈への圧迫圧力が、前記押圧面による橈骨動脈への圧迫圧力よりも小さいものである。

本発明によれば、圧脈波の検出精度を向上させることのできる脈波検出装置を提供することができる。

本発明の一実施形態を説明するための生体情報測定装置の筐体２０の外観構成を示す模式図である。図１に示す筐体２０を手首Ｈと接触する内周面側からみた斜視図である。図１に示す筐体２０の側面図である。筐体２０の一部を手首と接触する内周面側から見た平面図である。生体情報測定装置１００の筐体２０の変形例である筐体２０Ａの斜視図である。筐体２０Ａを手首と接触する内周面側から見た斜視図である。筐体２０Ａの側面図である。筐体２０Ａの一部を手首と接触する内周面側から見た平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態を説明するための生体情報測定装置１００の外観構成を示す模式図である。図２は、図１に示す筐体２０を手首Ｈと接触する内周面側からみた斜視図である。図３は、図１に示す筐体２０を被測定者の腕側から見た側面図である。生体情報測定装置１００は、被測定者の手首に装着して用いられるものである。

図１には、被測定者の左の手首Ｈを示しており、図中の手前側が被測定者の手が存在する方向である。また、図中の上側が手のひらの向いている方向である。手首Ｈ内には、橈骨Ｔと、尺骨Ｓと、橈骨動脈ＴＤとを図示している。

生体情報測定装置１００は、被測定者の手首Ｈの橈骨Ｔに沿う橈骨動脈ＴＤから圧脈波を検出する圧脈波検出部１０を有し、圧脈波検出部１０によって検出される圧脈波に基づいて血圧値や脈拍数等の生体情報を測定するものである。

圧脈波検出部１０は公知の構成を採用することができる。例えば、圧脈波検出部１０は、圧力検出素子とこれを皮膚に押圧する機構を有し、圧力検出素子によって圧脈波を検出する。

生体情報測定装置１００は、圧脈波検出部１０と、圧脈波検出部１０によって検出される圧脈波に基づいて血圧値や脈拍数等の生体情報を演算する図示しない生体情報演算部とを収容する筐体２０を備える。

生体情報測定装置１００は、圧脈波検出部１０を少なくとも有するものであればよく、脈波検出装置として機能する。例えば、生体情報演算部は、生体情報測定装置１００とは別の機器に設けられるものであってもよい。

圧脈波検出部１０は、１つ又は複数の圧力検出素子が形成された押圧面１０ａを有し（図２，３参照）、この押圧面１０ａが図示しない押圧機構によって押圧面１０ａに垂直な方向に移動可能となっている。圧脈波検出部１０は、図２に示すように、装着状態において、押圧面１０ａが手首側に露出する状態で筐体２０に収容されている。

筐体２０は、手首Ｈの周方向（以下円周方向ともいう）に沿って巻き付け可能に構成されており、手首Ｈの尺骨Ｓ側が開放された略Ｕ字状の筐体である。筐体２０は、手首Ｈの円周方向における両端部間が尺骨Ｓを覆わない構成になっている。

筐体２０は、剛性部１ａ及び剛性部１ｂを含む剛性部１と、剛性部１よりも剛性の低い軟性部２と、を含む。

剛性部１ａは、筐体２０の先端部分を構成し、筐体２０の先端から所定距離までは厚みが略一定で、所定距離以降は筐体２０の内周面側から外周面側に向かって厚みが薄くなっている。剛性部１ａの厚みが薄くなった部分には、軟性部２の一部が重ね合わされている。

軟性部２は、剛性部１ａとの重なり部分から筐体２０の後端まで伸びる形状である。軟性部２は、剛性部１ａとの重なり部分においては筐体２０の外周面側から内周面側に向けて厚みが薄くなり、筐体２０の手の甲側に巻き付けられる部分においては筐体２０の内周面側から外周面側に向けて厚みが薄くなっている。

軟性部２の手の甲側における厚みが薄くなった部分には、剛性部１ｂが重ね合わされている。

剛性部１ａ及び剛性部１ｂの各々と軟性部２とは、接着、溶着等の固着によって連結されたり、連結ピンによって連結されたりしている。

剛性部１ａは、圧脈波検出部１０を収容する。剛性部１ａは、筐体２０の手首Ｈへの装着状態において、圧脈波検出部１０の橈骨動脈ＴＤに対する位置を安定させるため、また、精密素子を含む圧脈波検出部１０を保護するために、剛性の高い第一の材料により構成されている。第一の材料としては、例えば、樹脂や金属が用いられる。

圧脈波検出部１０の一部（押圧面１０ａを含む部分）は、軟性部２において剛性部１ａと重なる部分に設けられた貫通孔に挿入されて、押圧面１０ａが手首側に露出する状態になっている。

軟性部２は、第一の材料よりも剛性の低い第二の材料によって構成されている。第二の材料は、例えば弾性部材や形状記憶合金等が用いられる。

剛性部１ｂは、剛性部１ａと同じ第一の材料によって構成されているが、第一の材料とは異なる材料（ただし、第二の材料よりは剛性の高い材料とするのが好ましい）で構成されていてもよい。

このように、筐体２０において、手のひら側から手の甲側に巻き付けられる部分を軟性部２によって構成することで、筐体２０を手首Ｈの形状に合わせて変形させることを容易にしている。

図１に示すように、剛性部１ｂの内周面（手首Ｈと対向する面）には、筐体２０を手首Ｈに固定するための図示しないバンドを固定するバンド留め具２２が設けられている。バンド留め具２２は、図１の例では、円柱状の金具により構成されている。バンド留め具２２には、バンドの基端が固定される。

剛性部１ａの外周面（手首Ｈと対向する面の反対面）には、バンドを剛性部１ａに係止するための孔部１１，１２が、手首Ｈの円周方向に沿って並べて設けられている。

バンドは、筐体２０の長手方向（手首Ｈの円周方向と同義）に沿って伸びる帯状で、かつ、筐体２０よりも剛性の低い部材で構成されている。この部材は例えば布や革が用いられる。このバンドには、バンド同士を貼りつけるための面ファスナーが設けられている。

生体情報測定装置１００では、図１の状態で、被測定者が、バンド留め具２２に固定されたバンドの先端部を手のひら側に回して孔部１２に挿入し、孔部１１から引き出す。

そして、被測定者は、孔部１１から取り出したバンドを手の甲側に引っ張って締め付け具合を調整した後、面ファスナーによってバンド同士を係止することで、バンドによる筐体２０の手首Ｈへの固定を完了させる。

図４は、筐体２０の一部を、筐体２０に収容される圧脈波検出部１０の押圧面１０ａに垂直な方向から見た平面図である。図４に示す太線で囲まれた部分は、筐体２０を手首に装着した状態で手首に接触可能な部分を示す。

図４において、筐体２０が手首に装着された装着状態での手首の円周方向Ｘに直交する方向Ｙにおける軟性部２の両端部のうち、圧脈波検出部１０と隣接する部分の内部には空洞２ａ，２ｂが形成されている。

筐体２０は、方向Ｙにおいて押圧面１０ａと重なる部分（図４中の符号３０で示す範囲）にある軟性部２が手首と接触可能である。また、この部分の内部には空洞２ａ，２ｂがあるため、この空洞２ａ，２ｂにより、この部分は押圧面１０ａに垂直な方向に変形可能になっている。

生体情報測定装置１００は、押圧面１０ａが被測定者の橈骨動脈ＴＤを圧迫できるように、筐体２０を手首に装着して用いるものである。つまり、メーカーが推奨する装着状態においては、押圧面１０ａと橈骨動脈ＴＤとは必ず重なることになる。押圧面１０ａと橈骨動脈ＴＤが重なる場合、図４の符号３０で示す範囲にある軟性部２も、どこかで橈骨動脈ＴＤと重なることになる。

筐体２０は、装着状態で、図４の符号３０で示す範囲にある軟性部２と押圧面１０ａとが被測定者の皮膚に接触し、更に押圧面１０ａが橈骨動脈ＴＤに向かって押圧される。この範囲の軟性部２には空洞２ａ，２ｂが存在するため、装着状態においては空洞２ａ，２ｂが潰れるかたちで軟性部２が変形することで、この範囲の軟性部２による橈骨動脈ＴＤへの圧迫圧力は低減される。

したがって、押圧面１０ａによる橈骨動脈ＴＤへの圧迫圧力よりも、軟性部２による橈骨動脈ＴＤへの圧迫圧力を十分に小さくすることができる。この結果、橈骨動脈ＴＤは、ほぼ押圧面１０ａのみで圧迫されることになり、圧脈波を精度よく検出することが可能となる。

筐体２０は、図４中の符号３０で示す範囲よりも円周方向Ｘに長い空洞２ａ，２ｂを有しているが、少なくともこの範囲に空洞が存在すれば、軟性部２による橈骨動脈ＴＤへの圧迫圧力を低減する効果を得ることができる。図１〜４に示すように、この範囲よりも広い範囲に空洞２ａ，２ｂを形成することで、この範囲の軟性部２をより変形させやすくすることができ、効果的である。

空洞２ａ，２ｂによって軟性部２が変形可能であれば、軟性部２の剛性は特に限定されることはない。例えば、軟性部２は、剛性部１ａと同じ材料で構成してもよい。

また、筐体２０において、空洞２ａ，２ｂを軟性部２よりも剛性の低い材料で埋めた構成としてもよい。この構成でも、図４の符号３０で示す範囲にある軟性部２が押圧面１０ａに垂直な方向に変形可能となる。このため、筐体２０による橈骨動脈ＴＤへの圧迫圧力を低減することができる。

図５は、生体情報測定装置１００の筐体２０の変形例である筐体２０Ａの斜視図である。図６は、筐体２０Ａを手首と接触する内周面側から見た斜視図である。図７は、筐体２０Ａを被測定者の腕側から見た側面図である。

筐体２０Ａは、筐体２０における軟性部２の空洞２ａ，２ｂを有する部分を凹部２ｃ，２ｄに変更した構成である。

図８は、筐体２０Ａの一部を、筐体２０Ａに収容される圧脈波検出部１０の押圧面１０ａに垂直な方向から見た平面図である。図８に示す太線で囲まれた部分は、筐体２０Ａを手首に装着した装着状態で手首に接触可能な部分を示す。

図８において、装着状態での手首の円周方向Ｘに直交する方向Ｙにおける軟性部２の両端部のうち、圧脈波検出部１０と隣接する部分の内周面には凹部２ｃ，２ｄが形成されている。

このように、筐体２０Ａは、方向Ｙにおいて押圧面１０ａと重なる部分（図８中の符号３０で示す範囲）が、装着状態において手首に接触不能な位置（押圧面１０ａに垂直な方向において、押圧面１０ａよりも筐体２０Ａの外周面に近い位置）にある。

このため、装着状態において、被測定者の橈骨動脈ＴＤは、押圧面１０ａによってのみ圧迫されることになる。したがって、押圧面１０ａによる橈骨動脈ＴＤへの圧迫圧力よりも、筐体２０Ａによる橈骨動脈ＴＤへの圧迫圧力を十分に小さくすることができ、圧脈波を精度よく検出することが可能となる。

筐体２０Ａでは、図８中の符号３０で示す範囲よりも円周方向Ｘに大きい凹部２ｃ，２ｄを有しているが、少なくともこの範囲に凹部が存在すれば、筐体２０Ａによる橈骨動脈ＴＤへの圧迫圧力を低減する効果を得ることができる。

今回開示された実施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及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。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

開示された脈波検出装置は、圧力検出素子が形成された押圧面を被測定者の手首の皮膚下の橈骨動脈に押し当てて、橈骨動脈から圧脈波を検出する圧脈波検出部と、前記押圧面を手首側に露出させた状態で前記圧脈波検出部を収容する筐体と、を備え、前記筐体は、手首に装着した装着状態における前記筐体による橈骨動脈への圧迫圧力が、前記装着状態における前記押圧面による橈骨動脈への圧迫圧力よりも小さくなるように構成されているものである。

開示された脈波検出装置は、前記押圧面の平面視において、前記装着状態での手首の円周方向に直交する方向における前記押圧面と重なる前記筐体の部分は、前記装着状態において手首に接触不能な位置にあるものである。

開示された脈波検出装置は、前記手首と接触可能な部分は内部に空洞を有し、前記空洞によって前記押圧面に垂直な方向に変形可能に構成されるものである。

１００生体情報測定装置
１０圧脈波検出部
１０ａ押圧面
１１，１２孔部
２０筐体
２ａ，２ｂ空洞
２ｃ，２ｄ凹部
２２バンド留め具
Ｔ橈骨
Ｓ尺骨
ＴＤ橈骨動脈
Ｘ手首の円周方向
Ｙ円周方向に直交する方向

Claims

圧力検出素子が形成された押圧面を被測定者の手首における橈骨動脈の上の皮膚に押し当てて、橈骨動脈から圧脈波を検出する圧脈波検出部と、
前記押圧面を手首側に露出させた状態で前記圧脈波検出部を収容する筐体と、を備え、
前記筐体を手首に装着した装着状態において、前記押圧面に隣接する位置で前記押圧面とともに前記橈骨動脈の上の皮膚に接触する前記筐体の部分が、前記押圧面に垂直な方向に変形可能であり、
前記装着状態における前記筐体の部分による橈骨動脈への圧迫圧力が、前記押圧面による橈骨動脈への圧迫圧力よりも小さい脈波検出装置。
請求項１記載の脈波検出装置であって、
前記筐体の部分は内部に空洞を有し、前記空洞によって前記押圧面に垂直な方向に変形可能である脈波検出装置。