JPH01288229A - 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 本発明は動脈から発生する圧脈波を検出するための脈波
検出装置に関するものである。

従来技術 多数の感圧素子が配列された押圧面を有し、生体表面の
動脈上にその感圧素子の配列方向がその動脈と交差する
ように押圧される脈波センサを備え、その感圧素子から
出力される圧力信号に基づいてその動脈から発生する圧
脈波を検出する脈波検出装置が知られている。そして、
斯かる脈波検出装置においては、脈波センサの押圧力を
緩やかに変化させるに伴って感圧素子から出力される圧
力信号に基づいて最適な押圧力を決定することが行われ
ている。

発明が解決すべき問題点 しかしながら、斯かる脈波検出装置においては、生体の
体動等に起因して脈波センサの押圧力が比較的大きく変
化して圧脈波の検出精度が損なわれる場合がある。この
ため、所定時間毎に脈波センサの最適な押圧力を決定し
直すことが考えられているが、この最適な押圧力を決定
するに際しては上述のように脈波センサの押圧力を緩や
かに変化させる必要があるため、比較的長時間に亘って
圧脈波の検出が中断されてしまうという問題があった。

本発明は以上の事情を背景にして為されたものであって
、その目的とするところは、圧脈波の検出を殆ど中断さ
せることなく脈波センサの押圧力を修正し得る脈波検出
装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は、多数の感圧素子
が配列された押圧面を有し、生体表面の動脈上にその感
圧素子の配列方向がその動脈と交差するように押圧され
る脈波センサを備え、その感圧素子から出力される圧力
信号に基づいてその動脈から発生する圧脈波を検出する
ためにその脈波センサの押圧力を予め定められた範囲内
に維持する形式の脈波検出装置であって、第１図のクレ
ーム対応図に示すように、（ａ）前記動脈と交差するよ
うに配列された多数の感圧素子の配列位置とそれら感圧
素子からそれぞれ検出される圧脈波の最低値との関係を
求めるとともに、その関係において感圧素子の配列方向
に沿って表れる一対のピークの間隔を求めるピーク間隔
検出手段と、（ｂ）そのピーク間隔検出手段により求め
られたピーク間隔が予め定められた範囲内にあるか否か
に基づいて、前記脈波センサの押圧力を前記予め定めら
れた範囲内に維持すべく制御する押圧力制御手段とを含
むことを特徴とする。

作用および発明の効果 斯かる構成の脈波検出装置によれば、ピーク間隔検出手
段により、動脈と交差するように配列された多数の感圧
素子の配列位置とそれら感圧素子からそれぞれ検出され
る圧脈波の最低値との関係が求められるとともに、その
関係において感圧素子の配列方向に沿って表れる一対の
ピークの間隔が求められる一方、押圧力制御手段により
、ピーク間隔検出手段によって求められたピーク間隔が
予め定められた範囲内にあるか否かに基づいて、前記脈
波センサの押圧力が制御されて前記予め定められた範囲
内に維持されるので、−個の圧脈波に基づいて脈波セン
サの押圧力を前記予め定められた範囲内に維持させ得る
。この結果、脈波センサの押圧力を緩やかに変化させる
ことに基づいて最適な押圧力を決定し直す場合に比べて
、脈波センサの押圧力を一層迅速に修正し得るとともに
、押圧力を修正するに際して圧脈波の検出が殆ど中断さ
れないのである。

実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。

第２図において、１０は有底円筒形状を成すハウジング
であり、その開口端が人体の体表面１２に対向する状態
でバント１４により手首１６に着脱可能に取り付けられ
るようになっている。ハウジング１０の内部には、ダイ
ヤフラム１８を介して脈波センサ２０が相対移動可能且
つハウジング１０の開口端からの突出し可能に設けられ
ており、これらハウジング１０とダイヤフラム１８とに
よって圧力室２２が形成されている。この圧力室２２内
には、流体供給源２４から調圧弁２６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
、脈波センサ２０はその圧力室２２内の圧力に応じた押
圧力で前記体表面１２に押圧される。

上記脈波センサ２０は、たとえば単結晶シリコン等から
成る半導体チップの押圧面２８に感圧ダイオード等の感
圧素子（図示せず）が多数配列されて成るものであって
、それら感圧素子の配列方向が撓骨動脈３２と略直交す
るように押圧されることにより、撓骨動脈３２から発生
して体表面１２に伝達される圧力振動波すなわち圧脈波
を検出する。各感圧素子の撓骨動脈３２と略直交する方
向における間隔は、撓骨動脈３２上に必要かつ充分な数
の感圧素子が配置されるように、充分小さく設定されて
いる。各感圧素子から出力された電気信号、すなわち上
記圧脈波を表す脈波信号ＳＭは制御装置３４に供給され
る。本実施例においては、体表面１２が生体表面に、撓
骨動脈３２が動脈に、脈波信号ＳＭが圧力信号にそれぞ
れ相当する。

制御装置３４は、マイクロコンピュータを有して構成さ
れており、予め定められたプログラムに従って、調圧弁
２６へ駆動信号ＳＤを出力して圧力室２２内の圧力を調
整することにより脈波センサ２０の押圧力Ｐを後述の最
適な押圧力Ｐ、にホールドするとともに、圧脈波を検出
し且つ表示記録信号ＳＴを出力して検出した圧脈波を表
示・記録装置３６に表示記録させる一方、多数の感圧素
子の配列位置とそれら感圧素子から出力される脈波信号
ＳＭの大きさとの関係を求め且つその関係において後述
のピーク間隔りを求めるとともに、そのピーク間隔り等
に基づいて調圧弁２６へ駆動信号ＳＤを出力して、前記
押圧力Ｐを後述のＰｂ≦Ｐ≦Ｐ、なる範囲内に維持すべ
く制御する。

次に、以上のように構成された脈波検出装置の作動を第
３図のフローチャートに従って説明する。

まず、電源が投入されると、ステップＳ１が実行されて
、図示しない起動スイッチがＯＮ状態に操作されたか否
かが判断される。この判断が否定されると待機状態とさ
れるが、ステップＳ１の判断が肯定された場合には、ス
テップＳ２が実行されて、圧力室２２内が比較的緩やか
な一定速度で昇圧されるとともに、続くステップＳ３が
実行されることにより、斯かる律速昇圧過程において、
前記多数の感圧素子から圧脈波を表す脈波信号ＳＭが順
次採取され且つ脈波センサ２０の押圧力Ｐと共に記憶さ
れるとともに、多数の感圧素子のうちのたとえば予め定
められた一個の感圧素子から採取された各圧脈波の振幅
Ａがそれぞれ算出される。第４図は、前記予め定められ
た一個の感圧素子から採取された脈波信号ＳＭの大きさ
（ｍＶ）と押圧力Ｐとの関係を示しており、第５図は、
第４図における圧脈波の振幅Ａと押圧力Ｐとの関係を曲
線にて示したものである。次いで、ステップＳ４が実行
されることにより、良く知られたアルゴリズムに従って
最大振幅Ａ　ＩＩ　ｍ　Ｗが決定され且つその最大振幅
Ａ１，８に対応する押圧力Ｐ、が最適の押圧力として決
定されるとともに、圧力室２２内の圧力が調節されて脈
波センサ２０の押圧力Ｐが前記押圧力Ｐ、にホールドさ
れる。

次に、ステップＳ５が実行されることにより、前記押圧
力Ｐ、に基づいて押圧力Ｐの適正範囲が求められる。す
なわち、前記第５図において最大振幅Ａ　ｓ　ｍ　ｘに
たとえば０．９を乗じて得られた一対の振幅にそれぞれ
対応する下限押圧力Ｐｂおよび上限押圧力Ｐｃが求めら
れることにより、前記押圧力Ｐの適正範囲がＰ、≦Ｐ≦
ＰＣとして決定される。この適正範囲は、前記第４図に
おいて押圧力Ｐが変化してもその押圧力Ｐの変化により
脈波信号ＳＭの大きさが殆ど変化しない範囲Ｒに略相当
するものである。次いで、ステップＳ６が実行されるこ
とにより、前記下限押圧力Ｐ１および上限押圧力ＰＣに
おいて、多数の感圧素子の配列位置とそれら感圧素子か
らそれぞれ検出されてステップＳ３にて記憶された各圧
脈波の最低値との関係がそれぞれ求められる。第６図は
下限押圧力Ｐ１における前記関係の一例を、第７図は上
限押圧力ＰＣにおける前記関係の一例をそれぞれ曲線に
て示したものである。次に、ステップＳ７が実行される
ことにより、第６図および第７図の関係において感圧素
子の配列方向に沿ってそれぞれ表れた一対のピークの間
隔Ｌ１およびＬ２がそれぞれ求められる。これら間隔り
、およびＬ２は、脈波センサ２０により撓骨動脈３２が
押し潰されることにより形成されたその撓骨動脈３２の
平坦面の撓骨動脈３２と略直交する方向の距離に相当す
る。

次いで、ステップＳ８が実行されることにより、たとえ
ば第６図あるいは第７図の関係において、前記間隔り、
あるいは間隔り、の略中央に位置する感圧素子が、圧脈
波を検出するために選定される。これは、撓骨動脈３２
の前記平坦面の撓骨動脈３２と略直交する方向における
中央部分における押圧力Ｐが撓骨動脈３２内の圧力を的
確に表すことに基づく。続くステップＳ９においては、
ステップＳ８にて選定された感圧素子により圧脈波の検
出が開始奈れるとともに、検出された圧脈波が表示・記
録装置３６に順次表示記録される。次に、ステップＳ１
０が実行されて、圧脈波が予め定められた一定の数、た
とえば５個検出されたか否かが判断される。この判断が
否定された場合には、ステップＳ９およびＳ１０が繰り
返し実行されるが、ステップＳ１０の判断が肯定された
場合には、続くステップＳｌｌが実行されることにより
、多数の感圧素子によりたとえば一個の圧脈波に対応す
る脈波信号ＳＭが同時に採取されるとともに、それら感
圧素子の配列位置と採取された圧脈波の最低値との間の
現在の関係が求められる。

そして、ステップ３１２が実行されることにより、ステ
ップＳｌｌにて求められた関係において感圧素子の配列
方向に沿って表れた一対のピークの間隔りが求められる
。したがって、本実施例においては、ステップＳｌｌお
よび３１２がピーク間隔検出手段に対応する。

次いで、ステップＳ１３が実行されることにより、ステ
ップ３１２にて求められた間隔りがステップＳ７にて求
められた間隔Ｌ１と間隔Ｌ２との間にあるか否か、すな
わち、間隔りがり、≦Ｌ≦Ｌｔなる範囲内にあるか否か
が判断される。この判断が肯定された場合には、脈波セ
ンサ２０の押圧力Ｐは適正な範囲、すなわち、Ｐｂ≦Ｐ
≦ＰＣなる範囲内にあると判定されて続（ステップＳ１
４が実行されるが、Ｌ、＞Ｌと判断された場合には、ス
テップＳ１５が実行されることにより、現在の押圧力Ｐ
は下限押圧力Ｐ、よりも小さい（Ｐ。

＞Ｐ）と判定されて、その押圧力Ｐが前記適正範囲に入
るまで所定量増大させられた後ステップＳ１４が実行さ
れる一方、ＬＸ＜Ｌと判断された場合には、ステップＳ
１６が実行されることにより、現在の押圧力Ｐは上限押
圧力ＰＣよりも大きい（ＰＣ＜Ｐ）と判定されて、その
押圧力Ｐが前記適正範囲に入るまで所定量低減させられ
た後ステップＳ１４が実行される。したがって、本実施
例においては、ステップＳ１３、ステップＳ１５、ステ
ップＳ１６が押圧力制御手段に対応する。上記ステップ
Ｓ１４においては、前記起動スイッチがＯＦＦ状態に操
作されたか否かが判断される。

この判断が否定されて起動スイッチがＯＮ状態であると
判断された場合には、再びステップＳ９以下が実行され
て圧脈波の検出が続行されるが、起動スイッチがＯＦＦ
状態に操作されたと判断された場合には、続くステップ
Ｓ１７が実行されて圧力室２２内が排圧された後、ステ
ップＳｌが実行されて待機状態とされる。

このように本実施例によれば、多数の感圧素子により一
個の圧脈波に対応する脈波信号ＳＭを同時に採取するこ
とに基づいて、感圧素子の配列位置と各感圧素子により
採取された圧脈波の最低値との関係が求められ且つその
関係において感圧素子の配列方向に沿って表れる一対の
ピークの間隔りが求められるとともに、その間隔りが予
め定められた範囲（Ｌ　ｒ　≦Ｌ≦Ｌ２）内にあるか否
かに基づいて脈波センサ２０の押圧力Ｐが制御されて予
め定められた適正範囲（Ｐ、≦Ｐ≦Ｐｃ）内に維持され
るので、脈波センサの押圧力を緩やかに変化させること
に基づいて最適な押圧力を決定し直す場合に比べて、少
なくともひとつの脈波が発生する期間、たとえば１〜３
秒程程度比較的短い時間内において脈波センサ２０の押
圧力Ｐの適否を判定し、それを−層迅速に修正すること
ができるとともに、押圧力Ｐを修正するに際して圧脈波
の検出が中断される時間を大幅に短縮することができる
のである。

また、本実施例によれば、前記間隔りの予め定められた
範囲の下限間隔り、および上限間隔Ｌ２は、圧脈波を検
出するに先立って、前記最適な押圧力Ｐ１に基づいて決
定された押圧力Ｐの適正範囲の下限押圧力Ｐｂおよび上
限押圧力ＰＣに基づいて求められるので、被検者が異な
っても押圧力Ｐを常に好適に修正し得る。

なお、前述の実施例において、前記下限間隔Ｌ１および
上限間隔Ｌ２は、圧脈波を検出するに先立って決定され
た前記下限押圧力Ｐ、および上限押圧力ＰＣに基づいて
求められているが、実験的に求められた一定値を用いて
もよい。この場合においても本発明の一応の効果を得る
ことが可能である。

また、前述の実施例においては、圧脈波が５個検出され
る毎に前記関係が求められているが、必ずしもその必要
はなく、たとえば、圧脈波が１個検出される毎に前記関
係を求めてもよい。

また、前述の実施例において、ピーク間隔は一対のピー
ク間に位置する感圧素子の数で表すことも可能である。

すなわち、クレームにおけるピーク間隔とはそのような
場合をも含んで用いられているのである。

また、前述の実施例においては、感圧素子の一例として
感圧ダイオードが示されているが、感圧トランジスタや
感圧抵抗等の半導体素子であってもよいし、半導体素子
以外の他の感圧素子であってもよい。

また、前述の実施例においては、検出された圧脈波は表
示・記録装置３６に表示記録されるように構成されてい
るが、それに加えて或いは替えて、検出された圧脈波等
に基づいて予め定められた関係から血圧値を決定して表
示するように構成してもよい。

その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種
々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図である。第２図は本発明の一実
施例である脈波検出装置の回路図であって、一部を断面
にして示す図である。第３図は第２図の装置の作動を説
明するためのフローチャートである。第４図は成る感圧
素子から出力される脈波信号の大きさと脈波センサの押
圧力との関係の一例を示す図である。第５図は第４図に
おける圧脈波の振幅と脈波センサの押圧力との関係を示
す図である。第６図は脈波センサの下限押圧力における
圧脈波の最低値と感圧素子の配列位置との関係の一例を
示す図である。第７図は脈波センサの上限押圧力におけ
る圧脈波の最低値と感圧素子の配列位置との関係の一例
を示す図である。 １２：体表面（生体表面） ２０；脈波センサ ２８；押圧面 ３２：撓骨動脈（動脈） ステップ３１１．１２：　（ピーク間隔検出手段）ステ
ップ５１３，１５．ｔｓ：　（押圧力制御手段）出願人
　　コーリン電子株式会社 第１図 第４図 押圧力Ｐ 第６図　　　　　　　第７図 ６ＦＬｉ）　Ｎｏ、６７ｉ−１千Ｎｏ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多数の感圧素子が配列された押圧面を有し、生体表面の
   動脈上に該感圧素子の配列方向が該動脈と交差するよう
   に押圧される脈波センサを備え、該感圧素子から出力さ
   れる圧力信号に基づいて該動脈から発生する圧脈波を検
   出するために該脈波センサの押圧力を予め定められた範
   囲内に維持する形式の脈波検出装置であって、 前記動脈と交差するように配列された多数の感圧素子の
   配列位置と該感圧素子からそれぞれ検出される圧脈波の
   最低値との関係を求めるとともに、該関係において該感
   圧素子の配列方向に沿って表れる一対のピークの間隔を
   求めるピーク間隔検出手段と、 該ピーク間隔検出手段により求められたピーク間隔が予
   め定められた範囲内にあるか否かに基づいて、前記脈波
   センサの押圧力を前記予め定められた範囲内に維持すべ
   く制御する押圧力制御手段と を含むことを特徴とする脈波検出装置。