JP7064366B2 - カフユニットおよび血圧計 - Google Patents

Description

本発明はカフユニットに関し、より詳しくは、スライド機構を利用することにより対象物を自動的に拘束および圧迫するスライド式カフユニットに関する。また、本発明は、そのようなカフユニットを備えた血圧計に関する。

従来、この種のカフユニットとしては、例えば、国際公開第２０１７／０９４２７６号に開示されているように、流体の供給を受けて変形するアクチュエータを備え、対象物（腕などの被測定部位）の太さに適応しながら、アクチュエータの根元部から、先端部側に向かって順次対象物を自動的に取り巻いて把持するものが知られている。

国際公開第２０１７／０９４２７６号

しかしながら、特許文献１（国際公開第２０１７／０９４２７６号）に記載のものでは、アクチュエータの動作範囲が大きく、対象物を把持する際に、アクチュエータと対象物との間の隙間が大きくなるので、カフユニットとして拘束力および圧迫力が不足するという問題がある。

そこで、この発明の課題は、カフユニットとして拘束力および圧迫力の十分大きいカフユニットを提供することにある。また、この発明の課題は、そのようなカフユニットを備えた血圧計を提供することにある。

上記課題を解決するため、この開示は、
棒状の対象物を拘束および圧迫するカフユニットであって、
棒状の対象物を挟んで対向する第１の壁および第２の壁と、
上記第１の壁と上記第２の壁とを相対的に接近または離間する向きに並行移動させることが可能なアクチュエータと、
上記第１の壁の上記対象物に対向する側の面に設けられ、外部から流体の供給を受けて膨らんで上記対象物を圧迫する圧迫用流体袋と、
上記第２の壁の上記対象物に対向する側の面に設けられ、外部から流体の供給を受けて上記対象物の周りに沿うように膨らむ拘束用流体袋と、
上記第２の壁の上記第１の壁とは反対側の面に対向して配された第３の壁と、
上記第１の壁と上記第３の壁の互いに対向する辺を一体に連結する支持壁と、を備え、
上記アクチュエータは、上記第２の壁と上記第３の壁との間に設けられ、外部から流体の供給を受けて膨張するアクチュエータ用流体袋を含み、上記第１の壁と上記第２の壁とを相対的に接近または離間する向きに並行移動させるとき、上記アクチュエータ用流体袋を膨張または収縮させることを特徴とする。

本明細書で、「棒状の対象物」は、典型的には、上肢（手首、上腕など）、または、下肢（足首など）のような被測定部位を指すが、生体の一部に限られない。また、非生物であってもよい。

また、圧迫用流体袋が「外部から流体の供給を受けて」の「外部」とは、圧迫用流体袋の外部を意味する。同様に、拘束用流体袋が「外部から流体の供給を受けて」の「外部」とは、拘束用流体袋の外部を意味する。同様に、後述のアクチュエータ用流体袋が「外部から流体の供給を受けて」の「外部」とは、アクチュエータ用流体袋の外部を意味する。

この開示のカフユニットでは、第１の壁と第２の壁との間に棒状の対象物が配され、第１の壁と第２の壁は対象物を挟んで対向する。アクチュエータは上記第１の壁と上記第２の壁とを相対的に接近する向きに並行移動させる。拘束用流体袋は、外部から流体の供給を受けて膨らんで、上記第２の壁の上記対象物に対向する側の面から上記対象物の周りに沿う。圧迫用流体袋は、外部から流体の供給を受けて膨らんで、上記第１の壁の上記対象物に対向する側の面から上記対象物を圧迫する。ここで、上記第１の壁と上記第２の壁とは上記対象物を挟んで相対的に接近しているので、上記拘束用流体袋は、上記第２の壁と上記対象物との間に挟まれた比較的狭い範囲で膨らむ。また、上記圧迫用流体袋は、上記第１の壁と上記対象物との間に挟まれた比較的狭い範囲で膨らむ。したがって、カフユニットとして拘束力および圧迫力を十分大きくできる。なお、このカフユニットから上記対象物を取り外す際には、上記圧迫用流体袋、上記拘束用流体袋から流体が排出され、また、上記アクチュエータは上記第１の壁と上記第２の壁とが相対的に離間する向きに並行移動するのを許容する。これにより、このカフユニットから上記対象物を取り外すことが可能になる。また、上記アクチュエータ用流体袋の膨張または収縮は、上記圧迫用流体袋、上記拘束用流体袋の膨張または収縮と同様の制御によって行われ得る。したがって、このカフユニットの制御系が簡素化される。また、ユーザが使用中に万一の異常を感じたとき、上記アクチュエータ用流体袋を変形させて対象物をカフユニットから容易に離脱させることができる。

一実施形態のカフユニットでは、上記第１の壁の一部からこの壁に対して垂直方向に上記第２の壁の側へ延在する棒部材を備え、
上記アクチュエータは、上記第２の壁を上記棒部材に沿って並行移動させることを特徴とする。

この一実施形態のカフユニットでは、上記第１の壁と上記第２の壁とを相対的に安定して並行移動させることができる。

一実施形態のカフユニットでは、上記並行移動の方向に関して、上記第１の壁に対して上記第２の壁の相対的な位置を固定し得るロック機構を備えることを特徴とする。

この一実施形態のカフユニットでは、上記ロック機構によって、上記並行移動の方向に関して、上記第１の壁に対して上記第２の壁の相対的な位置が固定された状態では、上記拘束用流体袋と上記圧迫用流体袋とが膨張するとき、上記第２の壁が上記第１の壁から逃げない。したがって、カフユニットとして拘束力および圧迫力をさらに大きくできる。

一実施形態のカフユニットでは、
上記第２の壁は、この第２の壁を上記並行移動の方向に貫通する貫通孔を有し、
上記ロック機構は、
上記第２の壁の上記貫通孔の縁部に形成された凹凸状の第１係合部と、
上記第２の壁の上記貫通孔の縁部に対向して配され、上記並行移動の方向に関して上記第１の壁に対する位置が固定され、かつ上記第２の壁の上記貫通孔の縁部に対向する面に凹凸状の第２係合部を有する板部材と、
外部から流体の供給を受けて膨張し、上記第２係合部が上記第１係合部とかみ合うように上記板部材を上記第２の壁の縁部へ向けて付勢するロック用流体袋とを備えることを特徴とする。

この一実施形態のカフユニットでは、ロック機構をなすロック用流体袋が外部から流体の供給を受けて膨張し、上記板部材を上記第２の壁の縁部へ向けて付勢する。したがって、上記第１係合部は、上記第２係合部とかみ合う。その結果、上記並行移動の方向に関して、第２の壁は、第１の壁に対してロックされる。なお、このカフユニットから上記対象物を取り外す際には、上記ロック用流体袋から流体が排出され、その後、上記第１係合部と上記第２係合部との間の係合が外れる。これにより、このカフユニットから上記対象物を取り外すことが可能になる。また、上記ロック用流体袋の膨張または収縮は、上記圧迫用流体袋、上記拘束用流体袋の膨張または収縮と同様の制御によって行われ得る。したがって、このカフユニットの制御系が簡素化される。

別の局面では、この発明の血圧計は、カフユニットと、上記圧迫用流体袋の圧力を検出する圧力センサとを備える。

この開示の血圧計では、上記第１の壁と上記第２の壁とは上記対象物を挟んで相対的に接近しているので、上記拘束用流体袋は、上記第２の壁と上記対象物との間に挟まれた比較的狭い範囲で膨らむ。また、上記圧迫用流体は、上記第１の壁と上記対象物との間に挟まれた比較的狭い範囲で膨らむ。したがって、カフユニットとして拘束力および圧迫力を十分大きくできる。その結果、上記圧力センサの出力に基づいて、血圧測定を行うことが可能となる。

以上より明らかなように、本開示のカフユニットによれば、カフユニットとして拘束力および圧迫力を十分大きくできる。

この発明の一実施形態のカフユニット（開状態にある）の外観を示す斜視図である。 上記カフユニットを図１における上方から見たところを示す図である。 図２Ａのカフユニットにおいてアクチュエータ用流体袋、拘束用流体袋および圧迫用流体袋を省略した状態を示す図である。 上記カフユニットを図１における右側方から見たところを示す図である。 上記カフユニットを備えた一実施形態の血圧計のブロック構成を示す図である。 図５（Ａ）は、図１に示すアクチュエータ用流体袋に関して加圧されるべき期間を表すＰ１オンオフ信号を示す図である。図５（Ｂ）は、図１に示すロック用流体袋に関して加圧されるべき期間を表すＰ２オンオフ信号を示す図である。図５（Ｃ）は、図１に示す拘束用流体袋に関して加圧されるべき期間を表すＰ３オンオフ信号を示す図である。図５（Ｄ）は、図１に示す圧迫用流体袋に印加される、時間ｔの経過に伴う圧力Ｐ４の変化を示す図である。 図５（Ａ）～図５（Ｄ）に示す時刻ｔ１０におけるアクチュエータ用流体袋、ロック用流体袋、拘束用流体袋および圧迫用流体袋の動作状態を示す概略図である。 図５（Ａ）～図５（Ｄ）に示す時刻ｔ１１におけるアクチュエータ用流体袋、ロック用流体袋、拘束用流体袋および圧迫用流体袋並びにロック機構の動作状態を示す概略図である。 図５（Ａ）～図５（Ｄ）に示す時刻ｔ１２におけるアクチュエータ用流体袋、ロック用流体袋、拘束用流体袋および圧迫用流体袋並びにロック機構の動作状態を示す概略図である。 図５（Ａ）～図５（Ｄ）に示す時刻ｔ１４におけるアクチュエータ用流体袋、ロック用流体袋、拘束用流体袋および圧迫用流体袋並びにロック機構の動作状態を示す概略図である。 図５（Ａ）～図５（Ｄ）に示す時刻ｔ１５におけるアクチュエータ用流体袋、ロック用流体袋、拘束用流体袋および圧迫用流体袋並びにロック機構の動作状態を示す概略図である。 図５（Ａ）～図５（Ｄ）に示す時刻ｔ１６におけるアクチュエータ用流体袋、ロック用流体袋、拘束用流体袋および圧迫用流体袋並びにロック機構の動作状態を示す概略図である。 図５（Ａ）～図５（Ｄ）に示す時刻ｔ１７におけるアクチュエータ用流体袋、ロック用流体袋、拘束用流体袋および圧迫用流体袋並びにロック機構の動作状態を示す概略図である。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

（カフユニットの構成）
図１は、この開示の一実施形態のカフユニット（開状態にある）１の外観を斜めから見たところを示している。理解の容易のために、図中には適宜、ＸＹＺ直交座標系を併せて示している。また、図２Ａは、カフユニット１を図１における上方（＋Ｚ方向）から見たところ、図３は、カフユニット１を図１における右側方（－Ｙ方向）から見たところをそれぞれ示している。

図１、図２Ａおよび図３によって分かるように、カフユニット１は、略矩形の平板状の第１の壁１１と、第１の壁に対向して設けられた略矩形の平板状の第２の壁１２と、第２の壁１２に対して第１の壁１１と反対の側に対向して設けられた略矩形の平板状の第３の壁１３と、第１の壁１１と第３の壁１３の互いに対向する下辺を一体に連結する支持壁１４と、アクチュエータ用流体袋２１と、ロック用流体袋２２と、拘束用流体袋２３および圧迫用（測定用）流体袋２４とを備えている。この例では、カフユニット１は、血圧測定のために、棒状の対象物としての手首９０（図３参照）を拘束および圧迫するために設計されている。

上記第１の壁１１と第３の壁１３と支持壁１４とによって、一体の略コ字状の外枠１０が構成されている。第１の壁１１は、第１の壁１１の一部として支持壁１４から少し離間した下部に、第２の壁１２の側へ向かって分岐して突出する第１脚部１１Ｂを備えている。第１脚部１１Ｂの上面は、手首９０を取り囲むように湾曲した受け部１５になっている。

上記第２の壁１２は、この第２の壁１２の下部に、第１の壁１１の第１脚部１１Ｂへ向かって突出する第２脚部１２Ｂを備えている。第２脚部１２Ｂの上面は、手首９０を取り囲むように湾曲した受け部１５’になっている。図２Ｂ（図２Ａにおいてアクチュエータ用流体袋２１、拘束用流体袋２３および圧迫用流体袋２４を省略した状態）によって分かるように、第２脚部１２Ｂには、Ｙ方向に関して両側に相当する部分に、それぞれＸ方向に延びてこの第２脚部１２Ｂを貫通する断面円形の貫通孔１２ｕ，１２ｖが設けられている。これらの貫通孔１２ｕ，１２ｖは、後述する棒部材１６，１６を通すために設けられている。また、第２脚部１２Ｂには、Ｙ方向に関して中央に相当する部分に、Ｘ方向に延びてこの第２脚部１２Ｂを貫通する断面矩形の貫通孔１７が設けられている。この貫通孔１７は、後述するロック機構を構成するために設けられている。

第１の壁１１と第３の壁１３との間にわたって、第１の壁１１の受け部１５の先端１５ｅから、この壁１１に対して垂直方向に第２の壁１２の貫通孔１２ｕ，１２ｖを通して、断面円形の２本の棒部材１６，１６が架設されている。この例では、棒部材１６，１６は、互いに並行に第２脚部１２Ｂの貫通孔１２ｕ，１２ｖに嵌合し、第１の壁１１と第３の壁１３との間をＸ方向に延在している。これらの棒部材１６，１６は、第２の壁１２を安定して支持するとともに、第２の壁１２を第１の壁１１と第３の壁１３との間でＸ方向に並行移動させるためのガイドとして働く。

図２Ｂおよび図３によって分かるように、第２の壁１２の断面矩形の貫通孔１７の縁部としての上面には、後述するロック機構１８の一部をなす凹凸状の第１係合部１８Ｂが形成されている。

上記第３の壁１３は、第２の壁１２の背面側（第１の壁１１とは反対側の面）に沿って配され、第２の壁１２の並行移動動作を後述するアクチュエータ用流体袋２１とともに実現する。

上記アクチュエータ用流体袋２１は、第３の壁１３の第２の壁１２に対向する面と第２の壁１２の第３の壁１３に対向する面との間に配されている。この例では、アクチュエータ用流体袋２１は、それぞれ、第３の壁１３の第２の壁１２に対向する面と第２の壁１２の第３の壁１３に対向する面とに接着により取り付けられている。このアクチュエータ用流体袋２１には、流体としての空気を供給、排気するための可撓性チューブ６１が取り付けられている。アクチュエータ用流体袋２１は、後述する図４の加圧ポンプ４２から３ポート弁４４、可撓性チューブ６１を介して空気が供給されて膨張し、棒部材１６に沿って第１の壁１１と第２の壁１２とを相対的に接近する向きに並行移動させる。また、アクチュエータ用流体袋２１は、排気弁４３から空気が排出されて収縮し、第１の壁１１と第２の壁１２とが相対的に離間する向きに並行移動するのを許容する。

上記拘束用流体袋２３は、第２の壁１２の第１の壁１１に対向する面に上部２３Ａと下部２３Ｂとの２つの部分に分けられて配されている。この例では、拘束用流体袋２３の上部２３Ａと下部２３Ｂは、それぞれ、第２の壁１２の第１の壁１１に対向する面に接着により取り付けられている。この拘束用流体袋２３の上部２３Ａと下部２３Ｂには、流体としての空気を供給、排気するための可撓性チューブ６３が取り付けられている。拘束用流体袋２３の上部２３Ａと下部２３Ｂは、互いに並行して加圧ポンプ４２から３ポート弁４４、可撓性チューブ６３を介して空気が供給されて、手首９０の周りに沿うように膨張し、また、互いに並行して排気弁４３から空気が排出されて収縮する。

上記圧迫用（測定用）流体袋２４は、第１の壁１１の第２の壁１２に対向する面に配されている。この例では、圧迫用流体袋２４は、第１の壁１１の第２の壁１２に対向する面に接着により取り付けられている。この圧迫用流体袋２４には、流体としての空気を供給、排気するための可撓性チューブ６４が取り付けられている。加圧ポンプ４２から３ポート弁４４、可撓性チューブ６４を介して空気が供給されて、手首９０を圧迫するように膨張し、また、排気弁４３から空気が排出されて収縮する。また、圧迫用流体袋２４は、後述する図４の圧力センサ３１で圧迫用流体袋２４の圧力を検出し、手首９０の動脈９１（図３参照）で発生する動脈容積の変動を脈波信号として取り出して血圧値を算出する際に使用される。

この例では、第１の壁１１と第２の壁１２との間に手首９０が配され、第１の壁１１と第２の壁１２は手首９０を挟んで対向する。アクチュエータ用流体袋２１は、流体の供給を受けて膨らんで、第１の壁１１と第２の壁１２とを相対的に接近する向きに並行移動させる。拘束用流体袋２３は、流体の供給を受けて膨らんで、第２の壁１２の手首９０に対向する側の面から手首９０の周りに沿う。圧迫用流体袋２４は、外部から流体の供給を受けて膨らんで、第１の壁１１の手首９０に対向する側の面から手首９０を圧迫する。ここで、第１の壁１１と第２の壁１２とは手首９０を挟んで相対的に接近しているので、拘束用流体袋２３は、第２の壁１２と手首９０との間に挟まれた比較的狭い範囲で膨らむ。また、圧迫用流体袋２４は、第１の壁１１と手首９０との間に挟まれた比較的狭い範囲で膨らむ。したがって、カフユニット１として拘束力および圧迫力を十分大きくできる。なお、このカフユニット１から手首９０を取り外す際には、圧迫用流体袋２４、拘束用流体袋２３から空気が排出され、また、アクチュエータ用流体袋２１は第１の壁１１と第２の壁１２とを相対的に離間する向きに並行移動させる。これにより、このカフユニット１から手首９０を取り外すことが可能になる。

図２Ｂおよび図３によって分かるように、この例では、ロック機構１８は、第２の壁１２の貫通孔１７の上面に形成された既述の凹凸状の第１係合部１８Ｂと、第２の壁１２の貫通孔１７の上面に対向して配された板部材１９と、ロック用流体袋２２とを含んでいる。図２Ｂによって分かるように、この例では、板部材１９とロック用流体袋２２は、矩形の平面形状（ＸＹ面内で）を有し、第２の壁１２の並行移動の方向（Ｘ方向）に関して、第２脚部１２Ｂが移動する範囲にわたって延在し、第１の壁１１に固定して配置されている。板部材１９の上面（第１係合部１８Ｂと対向する面）には、凹凸状の第２係合部１８Ａが設けられている。このロック用流体袋２２には、第１の壁１１の第１脚部１１ＢをＸ方向に貫通して、空気を供給、排気するための可撓性チューブ６２が取り付けられている。ロック用流体袋２２が後述する図４の加圧ポンプ４２から３ポート弁４４、可撓性チューブ６２を介して空気の供給を受けて膨張すると、板部材１９を第２の壁１２の貫通孔１７の上面へ向けて付勢する。したがって、第１係合部１８Ａは、上記第２係合部１８Ｂとかみ合う。その結果、並行移動の方向（Ｘ方向）に関して、第２の壁１２は、第１の壁１１に対してロックされる。

このカフユニット１から手首９０を取り外す際には、ロック用流体袋２２から空気が排出され、その後、第１係合部１８Ｂと第２係合部１８Ａとの間の係合が外れる。これにより、このカフユニット１から手首９０を取り外すことが可能になる。

この例では、ロック機構１８によって、並行移動の方向（Ｘ方向）に関して、第１の壁１１に対して第２の壁１２の相対的な位置が固定され得る。したがって、カフユニット１として拘束力および圧迫力をさらに大きくできる。また、ユーザが使用中に万一の異常を感じたとき、ロック用流体袋２２、圧迫用流体袋２４およびアクチュエータ用流体袋２１を変形させて手首９０をカフユニット１から容易に離脱させることができる。

この例では、アクチュエータ用流体袋２１およびロック用流体袋２２の膨張または収縮は、拘束用流体袋２３および圧迫用流体袋２４の膨張または収縮と同様の制御によって行われ得る。したがって、このカフユニット１の制御系が簡素化される。

（血圧計のブロック構成）
図４は、血圧計５００の概略的なブロック構成を示している。血圧計５００の本体２００には、表示部５０および操作部５２に加えて、血圧測定のための要素として、制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１００、記憶部としてのメモリ５１、電源部５３、加圧ポンプ３２、排気弁３３、および圧力センサ３１が内蔵されている。また、本体２００には、圧力センサ３１からの出力を周波数に変換する発振回路３１０、加圧ポンプ３２を駆動するポンプ駆動回路３２０、排気弁３３を駆動する弁駆動回路３３０が内蔵されている。また、本体２００には、カフユニット駆動のための要素として、圧力センサ４１、加圧ポンプ４２、排気弁４３、および３ポート弁４４が内蔵されている。また、本体２００には、圧力センサ４１からの出力を検出する発振回路４１０、加圧ポンプ４２を駆動するポンプ駆動回路４２０、排気弁４３を駆動する弁駆動回路４３０、３ポート弁４４を駆動しポートを切り換えるポート切換回路４５０が内蔵されている。

上記表示部５０は、ディスプレイおよびインジケータ等を含み、ＣＰＵ１００からの制御信号に従って所定の情報を表示する。

上記操作部５２に含まれた測定／停止スイッチ５２Ａ、記録呼出スイッチ５２Ｂは、ユーザによる指示に応じた操作信号をＣＰＵ１００に入力する。

上記メモリ５１は、血圧計５００を制御するためのプログラムのデータ、血圧計５００を制御するために用いられるデータ、血圧計５００の各種機能を設定するための設定データ、および血圧値の測定結果のデータなどを記憶する。また、メモリ５１は、プログラムが実行されるときのワークメモリなどとして用いられる。

上記ＣＰＵ１００は、メモリ５１に記憶された血圧計５００を制御するためのプログラムに従って、操作部５２からの操作信号に応じて、圧力センサ３１，４１からの信号に基づいて、加圧ポンプ３２，４２、排気弁３３，４３や３ポート弁４４を駆動する制御を行う。これらの駆動シーケンスは、図５で詳述する。特に、ＣＰＵ１００は、圧力センサ３１からの信号に基づいて、血圧値を算出し、表示部５０およびメモリ５１を制御する。

上記電源部５３は、ＣＰＵ１００、圧力センサ３１，４１、加圧ポンプ３２，４２、排気弁３３，４３、表示部５０、メモリ５１、発振回路３１０，４１０、ポンプ駆動回路３２０，４２０、弁駆動回路３３０，４３０、および３ポート弁４４の各部に電力を供給する。

上記加圧ポンプ３２は、カフユニット１に取り付けられた圧迫用流体袋２４内の圧力（以下、適宜「カフ圧」という。）を加圧するために、可撓性チューブ６４を介して、圧迫用流体袋２４に空気を供給する。排気弁３３は、圧迫用流体袋２４の空気を排出し、または封入してカフ圧を制御するために開閉される。同様に、上記加圧ポンプ４２は、カフユニット１に取り付けられたアクチュエータ用流体袋２１、ロック用流体袋２２、および拘束用流体袋２３内の圧力を加圧するために、３ポート弁４４と可撓性チューブ６１，６２，６３を介して、各流体袋に空気を供給する。排気弁４３は、アクチュエータ用流体袋２１、ロック用流体袋２２、および拘束用流体袋２３の空気を排出し、または封入するために開閉される。

上記ポンプ駆動回路３２０，４２０は、加圧ポンプ３２，４２をＣＰＵ１００から与えられる制御信号に基づいて駆動する。弁駆動回路３３０，４３０は、排気弁３３，４３をＣＰＵ１００から与えられる制御信号に基づいて開閉する。ポート切換回路４５０は、３ポート弁４４をＣＰＵ１００から与えられる制御信号に基づいて、アクチュエータ用流体袋２１、ロック用流体袋２２、および拘束用流体袋２３のうちいずれか１つに空気が供給または排気される流路を切り換える。また、切り換えられた１つのポート以外のポート弁は閉じられ、ポート弁が閉じられた流体袋に供給された空気は、閉じ込められる。

上記圧力センサ３１と発振回路３１０は、圧迫用流体袋２４の圧力を検出する圧力検出部として働く。圧力センサ３１は、例えば、ピエゾ抵抗式圧力センサであり、可撓性チューブ６４を介して、加圧ポンプ３２、排気弁３３およびカフユニット１に取り付けられている圧迫用流体袋２４に接続されている。この例では、発振回路３１０は、圧力センサ３１からのピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化に基づく電気信号値に基づき発振して、圧力センサ３１の電気信号値に応じた周波数を有する周波数信号をＣＰＵ１００に出力する。

同様に、上記圧力センサ４１と発振回路４１０は、アクチュエータ用流体袋２１、ロック用流体袋２２、および拘束用流体袋２３のうちいずれか１つの圧力を検出する圧力検出部として働く。圧力センサ４１は、例えば、ピエゾ抵抗式圧力センサであり、３ポート弁４４と可撓性チューブ６１，６２，６３を介して、加圧ポンプ４２、排気弁４３およびカフユニット１に取り付けられているアクチュエータ用流体袋２１、ロック用流体袋２２、および拘束用流体袋２３に接続されている。この例では、発振回路４１０は、圧力センサ４１からのピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化に基づく電気信号値に基づき発振して、圧力センサ４１の電気信号値に応じた周波数を有する周波数信号をＣＰＵ１００に出力する。

一般的なオシロメトリック法に従って血圧を測定する場合、概ね、次のような動作が行なわれる。すなわち、被験者の手首９０をカフユニット１に装着し、測定時には、加圧ポンプ３２，４２と排気弁３３，４３と３ポート弁４４を制御して、カフ圧を最高血圧より高く加圧していく。この例では、この加圧過程において、カフ圧を圧力センサ３１で検出し、手首９０の動脈で発生する動脈容積の変動を脈波信号として取り出す。その時のカフ圧の変化に伴う脈波信号の振幅の変化（主に立ち上がりと立ち下がり）に基づいて、最高血圧（収縮期血圧：Systolic Blood Pressure）と最低血圧（拡張期血圧：astolic Blood Pressure）とを算出する。

（血圧計の動作シーケンス）
図５（Ａ）～図５（Ｃ）は、それぞれ、血圧測定のために図１のアクチュエータ用流体袋２１、ロック用流体袋２２、拘束用流体袋２３に関して加圧されるべき期間を表すＰ１オンオフ信号、Ｐ２オンオフ信号、Ｐ３オンオフ信号を示している。図５（Ｄ）は、血圧測定のために図１の圧迫用流体袋２４に印加される、時間ｔの経過に伴う圧迫用流体袋２４の圧力Ｐ４の変化を示している。図６Ａ～図６Ｇは、図５（Ａ）～図５（Ｄ）の時間ｔの経過に伴うアクチュエータ用流体袋２１、ロック用流体袋２２、拘束用流体袋２３および圧迫用流体袋２４並びにロック機構１８の動作状態の概略を示す。

ＣＰＵ１００は、加圧されるべき期間を表すＰ１オンオフ信号、Ｐ２オンオフ信号、Ｐ３オンオフ信号を記憶しており、後述する血圧測定の動作に用いる。

この血圧計５００では、ＣＰＵ１００によって、オシロメトリック法により被験者の血圧値が測定される。具体的には、測定／停止スイッチ５２Ａが押されると、血圧計５００は、血圧測定を開始する。

図５に示す時刻ｔ１０より前のとき、アクチュエータ用流体袋２１、ロック用流体袋２２、拘束用流体袋２３および圧迫用流体袋２４に空気は供給されていない。このときに、図３に示すように、被験者は、カフユニット１の拘束用流体袋２３と圧迫用流体袋２４との間の受け部１５，１５’に手首９０を載せる。アクチュエータ用流体袋２１は収縮した状態にあり、第２の壁１２は移動可能範囲のうち＋Ｘ側にある。

次に、図５に示す時刻ｔ１０のときに、ＣＰＵ１００は、アクチュエータ用流体袋２１に関するＰ１オンオフ信号が表す期間が開始され、ポート切換回路４５０を介して３ポート弁４４の流路を切り換え、アクチュエータ用流体袋２１のみにアクチュエータ用流体袋２１の圧力が予め定められた値（圧力Ｐ１）になるまで空気を供給する。このとき、図６Ａに示すように、アクチュエータ用流体袋２１は膨張して、第２の壁１２を棒部材１６に沿って矢印Ｐで示すように－Ｘ方向に並行移動させる。

次に、図５に示す時刻ｔ１１のときにアクチュエータ用流体袋２１に空気が封入された状態で、ＣＰＵ１００は、ポート切換回路４５０を介して３ポート弁４４の流路を切り換えロック用流体袋２２にロック用流体袋２２の圧力が予め定められた値（圧力Ｐ２）になるまで空気を供給する。時刻ｔ１１からロック用流体袋２２に関するＰ２オンオフ信号が表す期間が開始される。このとき、図６Ｂに示すように、ロック用流体袋２２は膨張しロック機構１８を動作させる。すなわち、第１係合部１８Ｂと第２係合部１８Ａとが係合され、Ｘ方向に関して第２の壁１２を第１の壁１１に対して固定する。

次に、図５に示す時刻ｔ１２のときにアクチュエータ用流体袋２１およびロック用流体袋２２にそれぞれ空気が封入された状態で、ＣＰＵ１００は、ポート切換回路４５０を介して３ポート弁４４の流路を切り換えて、拘束用流体袋２３に拘束用流体袋２３の圧力が予め定められた値（圧力Ｐ３）になるまで空気を供給する。時刻ｔ１２から拘束用流体袋２３に関するＰ３オンオフ信号が表す期間が開始される。このとき、図６Ｃに示すように、ロックされた第２の壁１２と第１の壁１１との間に挟まれた狭い範囲で拘束用流体袋２３が手首９０の外周に沿って膨張して手首９０を包み込む。

次に、図５に示す時刻ｔ１３のときにアクチュエータ用流体袋２１、ロック用流体袋２２および拘束用流体袋２３にそれぞれ空気が封入された状態で、ＣＰＵ１００は、ポート切換回路４５０を介して３ポート弁４４の流路を切り換えて、圧迫用流体袋２４に加圧開始点Ａから圧力Ｐ４を徐々に加圧していく。

既述のように、ここで、第１の壁１１と第２の壁１２とは手首９０を挟んで相対的に接近しているので、拘束用流体袋２３は、第２の壁１２と手首９０との間に挟まれた比較的狭い範囲で膨らむ。また、圧迫用流体袋２４は、第１の壁１１と手首９０との間に挟まれた比較的狭い範囲で膨らむ。したがって、カフユニット１として拘束力および圧迫力を十分大きくできる。

次に、この例では、加圧過程にある時刻ｔ１４の前後で圧迫用流体袋２４の圧力を加圧センサ３１で検出し、手首９０の動脈で発生する動脈容積の変動を脈波信号として取り出す。このときのカフユニット１は、図６Ｄに示すように、アクチュエータ用流体袋２１、ロック用流体袋２２、拘束用流体袋２３、圧迫用流体袋２４が全て膨張した状態にある。上記加圧過程において、ＣＰＵ１００は、上記脈波信号に基づいて、オシロメトリック法により公知のアルゴリズムを適用して血圧値を算出する。血圧値の算出が完了するか（この例では、圧力Ｐ４が圧力Ｐ４４に達した時点で血圧値の算出が完了したものとする。）または測定／停止スイッチ５２Ａが押されると、ポンプ駆動回路４２０を介して加圧ポンプ４２を停止し、その後、弁駆動回路４３０を介して排気弁４３を開放する制御を行う。これにより、圧力Ｐ４を低下させ、圧迫用流体袋２４を急速排気して収縮させる。なお、血圧値の算出は、加圧過程に限らず、減圧過程において行われてもよい。

アクチュエータ用流体袋２１および拘束用流体袋２３にそれぞれ加えられる圧力Ｐ１およびＰ３は、圧迫用流体袋２４の想定される圧力Ｐ４４よりも十分高くなるように設定される。

血圧値を算出して決定すると、ＣＰＵ１００は、算出した血圧値を表示部５０へ表示し、血圧値をメモリ５１へ保存する制御を行う。

次に、図５に示す時刻ｔ１５のときに、ＣＰＵ１００は、弁駆動装置４３０を介して排気弁４３を開放し、ポート切換回路４５０を介して３ポート弁４４の排気経路を切り換えて、拘束用流体袋２３内の空気を排気する制御を行う。これにより、拘束用流体袋２３内の圧力を低下させ、拘束用流体袋２３を排気して収縮させる。時刻ｔ１５のとき拘束用流体袋２３に関するＰ３オンオフ信号が表す期間は終了する。

次に、図５に示す時刻ｔ１６のときにロック用流体袋２２の排気動作を開始する。ＣＰＵ１００は、ポート切換回路４５０を介して３ポート弁４４の排気経路を切り換えて、ロック用流体袋２２内の空気を排気する制御を行う。これにより、ロック用流体袋２２内の圧力を低下させ、ロック用流体袋２２を収縮させる。この結果、第１係合部１８Ｂと第２係合部１８Ａとの係合は解除される。時刻ｔ１６のときロック用流体袋２２に関するＰ２オンオフ信号が表す期間は終了する。

次に、図５に示す時刻ｔ１７のときに、ＣＰＵ１００は、ポート切換回路４５０を介して３ポート弁４４の排気経路を切り換えて、アクチュエータ用流体袋２１内の空気を排気する制御を行う。これにより、アクチュエータ用流体袋２１内の圧力を低下させ、アクチュエータ用流体袋２１を収縮させる。時刻ｔ１７のときアクチュエータ用流体袋２１に関するＰ１オンオフ信号が表す期間は終了する。この後、カフユニット１から手首９０が取り出される。

上の例では、カフユニット１の第１の壁１１、第２の壁１２と第３の壁１３はいずれも平板状としたが、これに限られるものではない。例えば、図３のように側方から見たとき、第１の壁１１、第２の壁１２と第３の壁１３は、手首９０に向かって凹になるように略円弧状に湾曲した板状であってもよい。

上の例では、アクチュエータは、流体袋によって膨張または収縮する構成としたが、これに限られるものではない。また、ロック機構も、流体袋によって膨張または収縮する構成としたが、これに限られるものではない。例えば、アクチュエータ、ロック機構は、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向に伸縮自在な機械式のものであってもよい。

以上の実施形態は例示であり、この発明の範囲から離れることなく様々な変形が可能である。上述した複数の実施の形態は、それぞれ単独で成立し得るものであるが、実施の形態同士の組みあわせも可能である。また、異なる実施の形態の中の種々の特徴も、それぞれ単独で成立し得るものであるが、異なる実施の形態の中の特徴同士の組みあわせも可能である。

１ カフユニット
１１ 第１の壁
１２ 第２の壁
１３ 第３の壁
１４ 支持壁
１８ ロック機構
２１ アクチュエータ用流体袋
２２ ロック用流体袋
２３ 拘束用流体袋
２４ 圧迫用流体袋

Claims (5)

1. 棒状の対象物を拘束および圧迫するカフユニットであって、
   棒状の対象物を挟んで対向する第１の壁および第２の壁と、
   上記第１の壁と上記第２の壁とを相対的に接近または離間する向きに並行移動させることが可能なアクチュエータと、
   上記第１の壁の上記対象物に対向する側の面に設けられ、外部から流体の供給を受けて膨らんで上記対象物を圧迫する圧迫用流体袋と、
   上記第２の壁の上記対象物に対向する側の面に設けられ、外部から流体の供給を受けて上記対象物の周りに沿うように膨らむ拘束用流体袋と、
   上記第２の壁の上記第１の壁とは反対側の面に対向して配された第３の壁と、
   上記第１の壁と上記第３の壁の互いに対向する辺を一体に連結する支持壁と、を備え、
   上記アクチュエータは、上記第２の壁と上記第３の壁との間に設けられ、外部から流体の供給を受けて膨張するアクチュエータ用流体袋を含み、上記第１の壁と上記第２の壁とを相対的に接近または離間する向きに並行移動させるとき、上記アクチュエータ用流体袋を膨張または収縮させることを特徴とするカフユニット。
2. 請求項１のカフユニットにおいて、
   上記第１の壁の一部からこの壁に対して垂直方向に上記第２の壁の側へ延在する棒部材を備え、
   上記アクチュエータは、上記第２の壁を上記棒部材に沿って並行移動させることを特徴とするカフユニット。
3. 請求項１または２のカフユニットにおいて、
   上記並行移動の方向に関して、上記第１の壁に対して上記第２の壁の相対的な位置を固定し得るロック機構を備えることを特徴とするカフユニット。
4. 請求項３のカフユニットにおいて、
   上記第２の壁は、この第２の壁を上記並行移動の方向に貫通する貫通孔を有し、
   上記ロック機構は、
   上記第２の壁の上記貫通孔の縁部に形成された凹凸状の第１係合部と、
   上記第２の壁の上記貫通孔の縁部に対向して配され、上記並行移動の方向に関して上記第１の壁に対する位置が固定され、かつ上記第２の壁の上記貫通孔の縁部に対向する面に凹凸状の第２係合部を有する板部材と、
   外部から流体の供給を受けて膨張し、上記第２係合部が上記第１係合部とかみ合うように上記板部材を上記第２の壁の縁部へ向けて付勢するロック用流体袋とを備えることを特徴とするカフユニット。
5. 請求項１から４のうちいずれか１項のカフユニットと、上記圧迫用流体袋の圧力を検出する圧力センサとを備えた血圧計。

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