JPH02126831A - 指尖脈波センサ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、指尖を発光素子及び受光素子間に挟持して、
拍動に伴うその血管の容積変化を透過光量の変化により
電気信号として検出する指尖脈波センサに関するもので
ある。

（従来の技術） 第８図は、この種の従来の指尖脈波センサを示すもので
、受光素子及び発光素子の一方を埋め込まれた指尖ｌの
爪側のバット２と、他方を埋め込まれたその腹ｌａ側の
バッド３とを対向させると共に、バット３の裏面にほぼ
Ｕ字型に曲げられた板ばね４を取付け、両パッド２，３
間に挿入された指尖ｌを圧迫状態で挟持させるようにな
っている。

（発明が解決しようとする課題） これにより、指尖形状の個人差或は板ばね４の上死点の
不揃があっても指尖を弾性的に確実に位置固定すること
ができるが、これらのバラツキにより圧迫力が大きく変
動する問題があった０例えば、３鵬謹のたわみで圧迫す
るように設計されている場合に、指尖の個人差及びばね
上死点の不揃等でたわみが６１■になると圧迫力はほぼ
１００％変動する可能性がある。したがって、このよう
な測定部位の過大な圧迫は、その細静脈中の血液の静脈
へ戻される量を多くし、脈波波形を尖鋭化させる。

この問題は、検出波形をそのまま評価する指尖容積脈波
計においても測定精度上好ましくないが、検出波形を時
間について２回微分して加速曲線に変換することにより
、末梢循環の状態を無侵襲的にモニタし得ると期待され
ている加速度指尖脈波計では測定結果に大きく影響する
ことになる。したがって、この加速度指尖脈波計は、そ
の期待にも拘らず臨床的に応用し得る段階には至ってい
なかった。

よって、本発明は、指尖形状に個人差があっても指尖脈
波を安定して高精度に検出可能にする指尖脈波センサな
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、この目的を達成するために、安定した脈波検
出を行うには、ある程度の圧迫力を加えることは不可欠
であることを確認した上で、次のように構成されている
。

即ち、指尖の腹がセットされる指尖部セット面を有する
指尖セット基部に、指尖部セット面に対して標準的な指
尖の厚みよりも接近して対面する風当接面を備えたスラ
イダを、風当接面が指尖部セット面に対して接近・離反
する方向へスライド可能にガイドさせ、風当接面の爪へ
の当接位置の変動に伴うスライドストロークの変動に対
してほぼ一定の加圧力を与える弾性体により、スライダ
を接近方向へ付勢し、指尖部セット面及び風当接面の一
方側に発光素子そして他方側に受光素子を対向して配置
しである。

手のセットを容易にし、かつセット位置を安定させて指
尖の微動を防止するためには、指尖セット基部の表面に
、指の自然な状態での指尖部及び第１及び第２関節間の
腹の標準的な形状にそれぞれ対応して傾斜した指尖部セ
ット面及びこの面に続く指尖ガイド面を備えた隆起面を
形成する。

圧迫力による血管の圧縮をより確実に回避するために、
指尖部セット面に指尖部の中央部分の逃げとしての凹部
又は穿孔を形成し、この凹部又は穿孔の背後に発光素子
又は受光素子を配置する。

指尖セット基部は、装置本体に一体に形成することもで
きる。

（作用） 指尖を指尖部セット面及び風当接面間に挟持させてその
腹を指尖部セット面にセットさせると、風当接面は指尖
の厚みに対応してスライドして絶えずほぼ一定の加圧力
による圧迫状態で当接する。これにより、指尖の微動か
拘束されて、安定した測定条件下で指尖の透光が行われ
る。

指尖セット基部の指尖ガイド面に指尖をセットして指尖
部セット面にスライドさせることにより、素早く、かつ
確実に指尖をセットでき、セット後も位置的に安定する
。

指尖部セット面の凹部又は穿孔により、指尖部の中央部
分の測定部位において血管圧縮の要因となる圧迫が回避
される。

（発明の実施例） 第１図〜第４図は本発明の一実施例による指尖脈波セン
サを示す。

これらの図において、１０は指尖のセット状態で動かな
い据付は弐指尖セット基部として構成された指尖セット
台であり、表面には指尖セット台１０の底面に対して僅
かに傾斜した指尖腹セット面ｌｌよりもさらに急に傾斜
した指尖ガイド面１２及びさらに手のひらを載せるよう
に隆起した隆起面１３が順に後方へ向けて形成されてい
る。

指尖部セット面１１は、中央部分は平坦であり、両側に
先に向うほど狭くなる側壁１１ｃを備えると共に、周囲
では側方に向って隆起する曲面状に形成されている。ま
た、指尖部１ａの中央部分の逃げとして機能する円形の
穿孔１４が形成されている。

指尖部セット面１１の先端には、はぼ垂直方向へ突出し
て指尖の先端を当接させるストッパｌｌａが形成され、
さらに爪に対面する部分は長く延ばした爪の逃げとして
機能する切欠１１ｂが形成されて、高さを低く設定され
ている（第３図ａ参照）。

指尖ガイド面１２は、例えば人差し指を自然にリラック
スさせて、傾斜した指尖部セット面１１に指尖部１ａを
セットした状態で指の第１及び第２関節間の腹の標準的
な形状に対応してより急な勾配で後方の掌方向へ傾斜し
て形成されている。隆起面１３は、同様にリラックスさ
せて指を広げた状態の形状に対応して第３関節近辺が通
常位置する中央部分１３ａを頂部とする曲面状に形成さ
れている。

２０は爪圧迫用のスライダであり、指尖セット台ｌＯの
内部空洞１０ａの両隅にそれぞれ設けられた指尖セット
台ｌＯの底面に平行なガイド棒２４にスライド可能に支
承されたスライダブロック２２に、指尖の爪に当接する
風当接面２１を保持するアーム２３を立設させ、長溝１
５から突出させて構成されている。風当接面２１は、指
尖の厚みが増す程前方へスライドして確実に爪面に当接
するように、指尖部ｌａを指尖部セット面１．１にリラ
ックスしてセットした状態での爪の標準的な傾斜角、即
ち指尖ガイド面１２にほぼ平行に傾斜している。また、
風当接面２１の両側にはわん曲状の側壁２１ａ及び入口
には同様にわん曲したガイド面２１ｂか形成されている
（第３図す参照）。

スライドブロック２２及び内部空洞１０ａの後端間には
、指尖の個人差に対応するスライダ２０のスライドスト
ロークに対して十分に長い引張り付勢用のつる巻ばね２
５が装填されている０例えば、指尖の位置固定に有効て
、測定部位の血流を阻害しない程度の力で長さ１００■
Ｉに延ばしておき、５１■のスライドストロークに対し
てその２％程度の圧迫力の変動で済むように設定する。

穿孔１４の下方には発光素子１ｇが配置され、風当接面
２１の中央部には受光素子２９が埋め込まれている。

このように構成された指尖脈波センサの動作は次の通り
である。

通常、スライダ２０はそのアーム２３が長溝１５の後端
に拘束された位置を占めている。

測定に際して、第４図ａに示すように、指尖ｌを指尖ガ
イド面１２及び風当接面２１間に挟持させた状態でスラ
イダ２０を前方へ連行しつつ、第４図すに示すように、
指尖ｌの先端をストッパｌｌａにち接するまで前進させ
る。この際、風当接面２１及び指尖部セット面１１の面
形状により確実に所定位置に位置付けされる。また、ス
ライダ２０のスライド位置は爪の高さの個人差に対応し
て変動するが、その加圧力はそのストローク変動に比べ
てつる巻ばね２５の長さが十分長いために、はぼ一定の
適切な値に保持され、外乱光の入射もなく、絶えず指尖
ｌが安定的に位を付けされると共に、過度の圧迫による
脈波波形の歪みも生じない。

発光素子１９からの光線は、穿孔１４を通して指尖ｌを
透光し、この穿孔との対面領域に位置した受光素子２９
に入射して光電変換され、血管の自然な容積変化に高精
度に相関した安定した波形信号か指尖脈波計の装置本体
（図示せず）へ供給される。特に、指尖部１ａの中央部
分は穿孔１４に部分的に侵入して測定部位の血管の圧縮
を確実に回避させるために、検出精度をより高度にして
いる。

尚、前述の実施例において、指尖膜１ａの逃げとしては
、穿孔でなく指尖セット台１０の前後方向に長方形の凹
部として形成し、光電素子に対面する部分のみ穿孔する
ことも考えられる。指尖部セット面及び指尖ガイド面は
、同じ勾配の傾斜面にしてもガイド機能は果たすことが
できる。

第５図は、本発明の別の実施例を示すもので、指尖セッ
ト基部３Ｇは、据え付は式にしないで、方の手で握る形
状に形成され、指尖部セット面３１にはストッパの代り
に、指尖先端位置を指示するマーク３１ａが付され、ま
た指尖腹セット面３１の穿孔は逃げ用の凹部として機能
させずに、透光窓３２か嵌入されている。そして、弾性
体としての圧縮ばね３３が、風当接面３５を備えて指尖
腹セット面３１に平行に長溝３７内をスライド可能に指
尖セット台３０にガイドされたスライダ３６を後方へ付
勢している。このようなコンパクトで簡単な構造におい
ても、同様にスライダ３６による加圧力が実質上一定の
圧迫により、指尖形状の個人差に無関係に高信頼度の脈
波検出を保証する所期の効果が得られる。

第６図はさらに別の実施例を示すもので、水平面に受光
素子５３を埋込まれた指尖腹セット面５１を形成された
指尖セット基部５０に対して垂直方向のガイド溝５２が
形成され、その中に前面が風当接面４１を形成する発光
素子４３を埋め込まれたバット４３ａを備えたＬ字型の
スライダ４０のスライダ棒４５かガイドされている。こ
のスライダ棒の下端４５ａには、スライドストロークの
変動に対して一定の加圧力を呈する弾性体（図示せず）
が配置されている。この弾性体としては、前述の充分に
長いつる巻きばね、スライドによる容積変化のバラツキ
に対して充分大きな容積の空気ばね室、バルーン、定荷
重ばね等が考えられる。この場合、受光素子５３、発光
素子４３の光軸がスライド方向に一致しており、指尖が
セットされた場合、その厚みに応じて光軸に沿ってスラ
イドする。

第７図は弾性体として定荷重ばねな用いた実施例を示す
もので、風当接面７２に一方の光電素子７３を備えたケ
ース状スライダ７０の底面に突設されたスライド板７４
か、指尖腹セット面８５を有する指尖セット基部８０の
ガイド溝８１にガイドされている。

また、スライダ７０の内部には定荷重ばねとしての定荷
重ぜんまい７１が収納され、その内端がスライダ７０の
壁面に回転自在に取付けられた回転軸７５にばね力で圧
着され、外端は細隙を通って指尖セ・ント基部８０に係
止されている。光電素子７３．８６間の隙間Ｓに指尖を
挿入すると、厚みに応じてスライダ７０が定荷重ぜんま
い７１の巻き取り力に抗して回転しつつ巻き戻されるよ
うに光軸に沿ってスライドする。この指尖脈波センサは
、小型であるにも拘らず一定の加圧力が得られ、据付は
式として或は他方の手に持って測定できる。

（発明の効果） 以上、本発明によれば、指尖形状に個人差があっても、
位置固定には有効で、測定精度に問題になる程度には血
管を圧縮させない実質上一定の適切な圧迫力で、光電素
子間に指尖が挟持される。したがって、常に指尖血管の
容積変化に高精度に相関し、かつ安定した脈波波形信号
が検出される。特に、安定した高精度の脈波波形を必要
とする加速度脈波計に用いることにより、末梢循環の状
況が高信頼度下でモニタでき、循環器障害による成人病
の予防、治療効果の確認等臨床面での応用へ途を拓くこ
とになる。

指の自然な状態の標準的な形状に対応した隆起面を形成
することにより、手のセットを容易にし、かつセット位
置を安定させて指尖の微動をより有効に防止できる。

指尖腹セット面に指尖腹の中央部分の逃げとしての凹部
又は穿孔を形成すると、圧迫力による血管の圧縮をより
確実に回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例による指尖脈波セン
サを示すもので、第１図は斜視図、第２図はそのＡ−Ａ
線断面図、第３図ａは指尖腹セット部分の斜視図、第３
図すは風当接面の正面図、第４図は指の装着状態を説明
する側面図及び第５図は本発明の別の実施例による指尖
脈波センサの斜視図並びに第６図及び第７図はそれぞれ
別の実施例による指尖脈波センサの中央部断面図並びに
第８図は従来の指尖脈波センサの断面図である。 ｌＯ・・・指尖セット台、　３０．５０．８０−・・指
尖セット基部、　　１１．３１．５１．８　Ｓ−・・指
尖腹セット面、１２・・・指尖ガイド面、　１コ・・・
隆起面、　　１４−・・穿孔２０．３６．４０．７０・
・・スライダ、　２１．３５．４１．７２・・・風当接
面、　２５−・・つる巻ばね、３３・・・圧縮ばね、　
７１・・・定荷重ぜんまい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）指尖の腹がセットされる指尖腹セット面を有する指
   尖セット基部に、前記指尖腹セット面に対して標準的な
   指尖の厚みよりも接近して対面する爪当接面を備えたス
   ライダを、前記爪当接面が前記指尖腹セット面に対して
   接近・離反する方向へスライド可能にガイドさせ、 前記爪当接面の爪への当接位置の変動に伴うスライドス
   トロークの変動に対してほぼ一定の加圧力を与える弾性
   体により、前記スライダを前記接近方向へ付勢し、 前記指尖腹セット面及び前記爪当接面の一方側に発光素
   子そして他方側に受光素子を対向して配置したことを特
   徴とする指尖脈波センサ。 ２）指尖セット基部の表面に、指の自然な状態での指尖
   腹及び第１及び第２関節間の腹の標準的な形状にそれぞ
   れ対応して傾斜した指尖腹セット面及びこの面に続く指
   尖ガイド面を備えた隆起面が形成されていることを特徴
   とする請求項１に記載の指尖脈波センサ。 ３）指尖腹セット面に指尖腹の中央部分の逃げとしての
   凹部又は穿孔が形成され、この凹部又は穿孔の背後に発
   光素子又は受光素子が配置されていることを特徴とする
   請求項１に記載の指尖脈波センサ。 ４）指尖セット基部が、装置本体に一体に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の指尖脈波センサ。