JPH01155827A - 脈波検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は脈波検出装置に係り、特に、血管と交差する方
向において脈波を検出するのに最も適した位置でその脈
波を検出する装置の改良に関するものである。

従来技術 心臓の拍動に伴って発生させられ、血管内を伝播する圧
力波あるいは血管壁の振動を一般に脈波というが、この
脈波からは、例えば心臓の運動状態などの種々の医学的
情報を得られることが知られている。そして、かかる脈
波を検出するための装置として、人体、の体表面に押圧
されることによってその人体内の血管から発生する脈波
の圧力振動を検出する圧力センサを、その体表面上にお
いて血管と交差する方向に複数配置し、それ等の中から
脈波を検出するのに最も適した一つの圧力センサを選択
して、その圧力センサから出力される信号に従って脈波
を検出するようにしたものがある。このような脈波検出
装置においては、複数の圧力センサのうちの少なくとも
一つが脈波を検出すべき血管上に位置させられれば良い
ため、人体に対する相対的な位置関係における要求精度
が軽減されるとともに、常に最適な脈波を検出し得る等
の利点がある。例えば、実開昭５９−１１１１０８号公
報に記載されている脈波検出装置はその一例である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、かかる従来の脈波検出装置においては、
血管と交差する方向に複数の圧力センサを配列していた
ため、それ等の圧力センサの出力特性等のばらつきに起
因して脈波検出精度が制約されるという不都合があった
。

問題点を解決するための手段 本発明は以上の事情を前景として為されたものであり、
その目的とするところは、複数の圧力センサを用いるこ
となく血管と交差する方向において脈波を検出するのに
最適な位置でその脈波を検出することができる脈波検出
装置を提供することにある。

そして、かかる目的を達成するため、本発明は、人体の
体表面に押圧されてその人体内の血管から発生する脈波
を検出する装置であって、（ａ）前記人体の体表面に押
圧される押圧部材と、（ｂ）その押圧部材に、その押圧
部材が前記体表面に押圧された状態において前記血管と
交差する方向に配列されるとともに、それぞれ前記体表
面に押圧されることによってその体表面から前記脈波の
圧力振動が伝達される複数の接触子と、（Ｃ）その接触
子の配列方向への移動可能に設けられ、その接触子を前
記体表面に押圧するとともに、その接触子に伝達される
前記圧力振動を検出する圧力センサと、（ｄｌその圧力
センサを前記接触子の配列方向と平行な方向へ移動させ
て複数の接触子の圧力振動をそれぞれ検出させる駆動手
段とを有することを特徴とする。

作用および発明の効果 このような脈波検出装置においては、押圧部材が体表面
に押圧された状態において血管と交差する方向に配列さ
れた複数の接触子が、駆動手段によって移動させられる
圧力センサによりそれぞれ体表面に押圧されることによ
り、その体表面からは脈波の圧力振動がその接触子にそ
れぞれ伝達され、且つその圧力振動すなわち脈波は圧力
センサにより検出される。これにより、血管と交差する
方向における複数位置の脈波が検出されることとなり、
その中から、例えば振幅や信号強度などに基づいて血管
内の実際の脈波に最も近い脈波を選択することにより、
血管と交差する方向における最適位置で脈波測定を行う
ことができる。

したがって、かかる本発明の脈波検出装置においても、
複数の圧力センサを血管と交差する方向に配列した従来
の脈波検出装置と同様に、人体に対する相対的な位置関
係における要求精度が軽減されるとともに、常に最適な
脈波を検出し得る等の利点がある。しかも、本発明の脈
波検出装置は、圧力センサを移動させることにより血管
と交差する方向における最適位置で脈波を検出するもの
であるため、圧力センサを複数配列する場合に比較して
、出力特性等のばらつきによる脈波検出精度の低下が防
止される。

ここで、前記接触子は、脈波の圧力振動を正確に検出す
る上で、前記血管と交差する方向における幅寸法がその
血管の直径寸法よりも小さいものであることが望ましい
。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図において、工０は下端に開口１２を有する有底円
筒形状を成す本体ケースであり、その間口１２が人体の
体表面１４に対向する状態でバンド１６により手首１８
に着脱可能に取り付けられるようになっている。本体ケ
ース１０の内部には、ダイヤフラム２０を介して押圧部
材２２が相対移動可能に設けられているとともに、圧力
室２４が形成されている。この圧力室２４内には、流体
供給源２６から調圧弁２８を経て圧力エア等の圧力流体
が供給されるようになっており、これにより、上記押圧
部材２２はその圧力流体の圧力に応じた押圧力で体表面
１４に押圧される。

押圧部材２２は中空の円柱形状を成しており、前記体表
面１４に押圧される接触面３０には複数の貫通孔が形成
されているとともに、それ等の貫通孔内にはそれぞれピ
ン３２がブツシュを介して摺動可能に配設されている。

これ等のピン３２は接触子を成すもので、本体ケース１
０がバンド１６によって手首１８に取り付けられた状態
において、脈波を検出すべき撓骨動脈３４と略直角に交
差する方向に配列されている。また、これ等のピン３２
は、その横断面が撓骨動脈３４と平行な方向に長い長円
形状を成しているとともに、撓骨動脈３４と直角な方向
における幅寸法、すなわち第１図における左右方向の幅
寸法はその動脈３４の直径寸法よりも充分に小さく、且
つその動脈３４の直上部に少なくとも３本のピン３２が
位置するように僅かな隙間を隔てて互いに近接して設け
られている。

上記ピン３２は、その後端すなわち第１図における上端
に大径部が設けられ、押圧部材２２がらの脱落が防止さ
れつつ先端が接触面３０から突き出し得るようになって
いる。また、押圧部材２２の内部であって上記ピン３２
の真上には、帯状の樹脂製フィルム３６が配設されてい
る。このフィルム３６は、第１図における左右の両端部
で押圧部材２２に固定されており、中間部は上下方向へ
の変形が自在とされているとともに、そのフィルム３６
の真上には圧力センサ３８が配設されている。

圧力センサ３８は、ハウジング４ｏと、そのハウジング
４０内に配設された振動板４２と、その振動板４２の上
面に設けられた歪ゲージ４４とを含んで構成されており
、ハウジング４０は、前記　、ピン３２の配列方向と平
行な方向、換言すれば撓骨動脈３４と略直角に交差する
方向に設けられたガイドロッド４６に、その軸方向の移
動可能に取り付けられている。また、そのハウジング４
ｏは、ガイドロッド４６と平行に配設された送りねじ４
８と螺合させられており、その送りねじ４８がモータ５
０によって正逆両方向へ回転駆動されることにより、圧
力センサ３８はガイドロッド４６に案内されつつ複数の
ピン３２の直上をその配列方向に移動させられる。上記
送りねじ４８およびモータ５０は駆動手段に相当する。

上記振動板４４の下面には、ハウジング４０から下方へ
突き出すロッド５２の上端が固設されている。このロッ
ド５２は、ハウジング４０に形成された貫通孔内をブツ
シュを介して摺動可能に挿通させられており、その先端
には、圧力センサ３８の移動に伴って前記帯状のフィル
ム３６上を転がり回転させられるローラ５４が取り付け
られている。圧力センサ３８は、上記ローラ５４がフィ
ルム３６上を転がり回転させられることにより、その部
分における前記ピン３２を前記接触面３０から突き出さ
せる高さ位置に配設されており、これにより、そのピン
３２は体表面１４に押圧され、動脈３４から発生する脈
波の圧力振動に伴って振動させられる。そして、この振
動がフィルム３６およびロッド５２を介して振動板４２
に伝達されることにより、その振動すなわち脈波に対応
する脈波信号ＳＭが前記歪ゲージ４４から出力される。

圧力センサ３８が移動させられて、ローラ５４が複数の
ピン３２の真上にそれぞれ位置させられることにより、
歪ゲージ４４からは、それ等複数のピン３２の振動に対
応する脈波信号ＳＭがそれぞれ出力される。フィルム３
６は、圧力センサ３８のローラ５４が隣接するピン３２
の真上へ円滑に移動し得るようにするとともに、そのピ
ン３２の圧力振動を圧力センサ３８に伝達する作用を為
している。なお、圧力センサ３８が配設された押圧部材
２２の中空内は、ゴム管５６を介して大気に連通させら
れており、体温などによる温度変化に拘らず常に大気圧
に維持されるようになっている。

そして、上記歪ゲージ４４から出力される脈波信号ＳＭ
は、図示しない増幅器、および脈波の周波数成分のみを
取り出すバンドパスフィルタ等を経て制御装置５８に供
給される。この制御装置５８はマイクロコンピュータ等
にて構成されており、前記調圧弁２８．モータ５０にそ
れぞれ駆動信号ＭＶ、ＭＤを出力してそれ等の作動を制
御するとともに、表示・記録装置６０に表示信号ＳＸを
出力して検出した脈波を表示・記録させるようになって
いる。

以下、本実施例の作動を説明する。

先ず、押圧部材２２が撓骨動脈３４の直上部に位置する
ように本体ケース１０をバンド１６によって手首１８に
取り付けた状態において、図示しない起動スイッチが操
作されると、駆動信号ＭＶが出力されることにより圧力
室２４内に予め定められた一定圧の圧力流体が供給され
る。これにより、押圧部材２２が体表面１４に押圧され
るとともに、圧力センサ３８の真下に位置して先端が接
触面３０から突出させられたピン３２も体表面１４に押
圧され、動脈３４から発生する脈波の圧力振動に伴って
振動させられるようになり、そのピン３２の振動に対応
する脈波信号ＳＭが歪ゲージ４４から出力される。なお
、本体ケース１０を手首１８に取り付けるに際しては、
動脈３４と略直角に交差する方向に配列された複数のピ
ン３２の一部が動脈３４の直上部に位置するようになっ
ておれば良いため、容易に取付作業を行うことができる
。

続いて、上記歪ゲージ４４から出力される脈波信号ＳＭ
に基づいて調圧弁２８が制御されることにより、圧力室
２４内に供給される圧力流体の圧力が、脈波を検出する
のに最適な押圧力にて押圧部材２２およびピン３２が体
表面１４に押圧されるように、例えば供給される脈波信
号ＳＭの振幅や信号強度等に基づいて調整される。この
圧力調整に際しては、駆動信号ＭＤを出力して圧力セン
サ３８を移動させることにより、全てのピン３２に関す
る脈波信号ＳＭを読み込むようにしたり、振幅あるいは
信号強度が最大のビン３２上に圧力センサ３８を保持し
て、そのピン３２に関する脈波信号ＳＭのみを読み込む
ようにしたりするなど、種々の態様を採用し得る。

そして、このようにして押圧力が調整されると、次に駆
動信号ＭＶを出力して圧力センサ３８を移動させること
により、動脈３４と略直角に交差する方向に配列された
全てのピン３２に関する脈波信号ＳＭがそれぞれ読み込
まれる。これ等の脈波信号ＳＭは、何れも一つ分の脈波
の発生に対応する時間以上読み込まれるようになってお
り、読み込まれた脈波信号ＳＭの振幅や信号強度に基づ
いて、脈波を検出するに最適位置のピン３２が選択され
る。このピン３２としては、例えば、動脈３４の真上に
位置させられているもののうち、動脈３４の管壁の張力
の影響がなく、脈波信号ＳＭが表す脈波の圧力値が動脈
３４内の脈波の実際の圧力値と絶対値において極めて近
似している中央のピン３２が好適に選択される。

その後、上記選択されたピン３２の直上に圧力センサ３
８を移動させて保持し、以後、このピン３２の振動が歪
ゲージ４４によって検出され、その振動に対応する脈波
信号ＳＭが読み込まれる。

そして、表示信号ＳＸが出力されることにより、その読
み込まれた脈波信号ＳＭが表す脈波が表示・記録装置６
０に表示・記録される。この場合に、被検者の体動等に
起因して押圧部材２２と動脈３４との位置関係が変化す
ると、上記選択されたピン３２によっては正しい脈波が
得られなくなるため、一定時間或いは一定数の脈波を検
出する毎等に最適位置のピン３２を選択し直し、必要に
応じて脈波を検出するピン３２を変更することが望まし
い。なお、検出した脈波に基づいて心臓の活動状態等を
自動診断させたり、脈波から最高血圧値。

最低血圧値を決定させたりすることもできる。

このように、本実施例の脈波検出装置は、動脈３４と交
差する方向に複数のピン３２を配列するとともに、その
中から脈波を検出する上で最も適した一つのピン３２を
選択して、そのピン３２の振動を圧力センサ３８によっ
て検出するようになっているため、本体ケース１０を手
首１８に取り付ける際の作業が容易であるとともに、常
に最適な脈波を検出することができる。

しかも、かかる脈波検出装置は、圧力センサ３８を移動
させることにより複数のピン３２の振動をそれぞれ検出
するようになっているため、従来のように圧力センサを
複数設ける場合に比較して、圧力センサ毎の器差による
出力特性等のばらつきがなく、高い脈波検出精度が得ら
れる。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本発明は他の態様で実施することもできる。

例えば、前記実施例の圧力センサ３８は歪ゲージ４４に
よって脈波を検出するようになっているが、感圧ダイオ
ードなどの圧電素子や他の検出手段を採用することも可
能である。

また、前記実施例では一つの圧力センサ３８で全てのピ
ン３２の振動を検出するようになっているが、特に本発
明の趣旨を逸脱しない範囲において、圧力センサ３８を
複数設けることも可能である。その場合には、各ピン３
２の振動検出に要する時間が短縮される。

また、前記実施例では送りねじ４８およびモータ５０に
よって圧力センサ３８を往復移動させるようになってい
るが、圧力流体の供給、排出によって伸縮するベローズ
を用いたり、通電による温度変化によって伸縮する形状
記憶合金およびリターンスプリングを利用したり、通電
によって変形する電歪素子を用いたりするなど、他の種
々の駆動手段を採用することができる。

また、前記実施例では複数のピン３２が一列に配設され
ているが、これを１／２ピツチずつずらして２列設ける
ようにすれば、ピン３２の間隔を大きくすることが可能
となる一方、間隔を同じとすれば分解能が２倍となって
更に極め細かな脈波の検出を行うことができる。その場
合に、圧力センサ３８を一対設けることにより、２列の
ピン３２の振動を同時に検出させるようにすることもで
きる。また、同様の考え方に従って、ピン３２を３列以
上設けることも可能である。なお、ビン３２０幅寸法や
間隔は、脈波測定の目的等に応じて適宜設定すれば良い
。

また、前記実施例では複数のピン３２が動脈３４と略直
角に交差する方向に配列されているが、動脈３４と斜め
に交差するように配列することもできる。その場合にも
、動脈３４と直角な方向におけるピン３２の間隔は狭く
なるため、上記のようにピン３２を２列以上設ける場合
と同様な効果が得られる。

また、前記実施例では接触子として断面が長円形状のピ
ン３２が用いられてい為が、この接触子の断面形状は適
宜変更できる。

また、前記実施例ではピン３２の真上にフィルム３６が
配設され、圧力センサ３８のローラ５４はそのフィルム
３６上を転がり回転してピン３２を押し下げつつその真
上へ移動させられるようになっているが、ピン３２の接
触面３０からの突出量が小さい場合や、ローラ５４の径
が大きい場合などには、そのフィルム３６が無くてもロ
ーラ５４は隣接するピン３２を押し下げつつ移動するこ
とができるため、かかるフィルム３６は必ずしも必要で
ない。

また、前記実施例ではピン３２の後端に大径部が設けら
れて押圧部材２２からの脱落を防止するようになってい
るが、ピン３２の後端を上記フィルム３６に接着するよ
うにしても差支えない。

また、前記実施例では圧力センサ３８によってピン３２
が接触面３０から突出させられるようになっているが、
ピン３２の先端が接触面３０と略同じ位置であっても脈
波の圧力振動を検出することは可能である。

また、前記実施例ではマイクロコンピュータによるソフ
トウェアによって脈波信号ＳＭの信号処理を行うように
なっているが、同様な機能を果たすハードロジック回路
を用いることもできる。

また、前記実施例では圧力室２４内に圧力流体が供給さ
れることによって押圧部材２２およびピン３２が体表面
１４に押圧されるようになっているが、スプリング等の
機械的手段を用いて押圧するようにしても差支えない。

また、前記実施例の本体ケース１０はバンド１６によっ
て手首１Ｂに取り付けられるようになっているが、例え
ばリング形状を成す枠体の内側に本体ケース１０を固定
的に配設するとともに、その枠体内に手首１８を挿入さ
せて脈波測定を行うようにすることもできる。

また、前記実施例では撓骨動脈３４から脈波を検出する
脈波検出装置について説明したが、頚動脈等の他の動脈
或いはＤＣ成分のみから成る静脈の脈波を検出する場合
にも本発明は同様に適用され得る。ＤＣ成分のみから成
る静脈の脈波は、その血管内の血圧値に相当する。

その他−々例示はしないが、本発明はその精神を逸脱す
ることなく当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を
加えた態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である脈波検出装置の要部を
示す縦断面図である。 １４：体表面　　　　　２２：押圧部材３２：ビン（接
触子）　　３８：圧力センサ４８：送りねじ　　　　５
０：モータ 出願人　　コーリン電子株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）人体の体表面に押圧されて該人体内の血管から発
   生する脈波を検出する装置であって、 前記人体の体表面に押圧される押圧部材と、該押圧部材
   に、該押圧部材が前記体表面に押圧された状態において
   前記血管と交差する方向に配列されるとともに、それぞ
   れ前記体表面に押圧されることによって該体表面から前
   記脈波の圧力振動が伝達される複数の接触子と、 該接触子の配列方向への移動可能に設けられ、該接触子
   を前記体表面に押圧するとともに、該接触子に伝達され
   る前記圧力振動を検出する圧力センサと、 該圧力センサを前記接触子の配列方向と平行な方向へ移
   動させて複数の接触子の圧力振動をそれぞれ検出させる
   駆動手段と を有することを特徴とする脈波検出装置。
2. （２）前記接触子は、前記血管と交差する方向における
   幅寸法が該血管の直径寸法よりも小さいものである特許
   請求の範囲第１項に記載の脈波検出装置。