JPH0234145A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、生体の動脈に発生する圧脈波を、その動脈上
の複数の位置から検出する装置に関するものである。

従来の技術とその課題 心臓の拍動に同期して動脈から発生する圧脈波には、心
臓の活動状態、血圧値、動脈硬化度などのような循環器
の状態を示す種々の情報が含まれている。そして、この
ような圧脈波を検出するために、生体の表皮に押圧され
る押圧板を備え、その押圧板の撓みの振動を押圧板上の
複数の検出点において非接触にて検出することにより、
表皮下の動脈から発生させられる圧脈波を、動脈と交差
する方向に沿った複数個所において検出する形式の脈波
検出装置が提供されていた。

しかしながら、かかる従来の装置においては、一般に、
押圧板は一枚板として形成されているため、押圧板の各
測定点において検出される振動が相互に干渉し合うこと
から、検出される圧脈波の精度が充分に得られない場合
があった。

本発明は、以上の事情を背景として、生体の表皮に押圧
されて圧脈波を検出するための複数の測定点間の相互干
渉を遮断して圧脈波検出の精度を向上することを目的と
して為されたものである。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するため、本発明の要旨とするところ
は、生体の表皮に押圧される押圧板を備え、その押圧板
の撓みの振動を押圧板上の複数の振動検出点において非
接触にて検出することにより、表皮下の動脈から発生さ
せられる圧脈波を、動脈と交差する方向に沿った複数個
所において検出する脈波検出装置において、前記押圧板
の振動検出点間に、振動の相互干渉を遮断するためのス
リント若しくは溝を設けたことにある。

作用および発明の効果 このようにすれば、生体の表皮に押圧される押圧板の振
動検出点間に、振動の相互干渉を遮断するためのスリッ
ト若しくは溝が設けられているので、複数の振動検出点
間において検出される押圧板の撓みの振動が相互に干渉
し合うことがない。

したがって、本発明によれば、複数個所にて検出される
圧脈波が各々正確に検出されて、圧脈波検出の精度が向
上するという効果が得られる。

実施例 以下、本発明の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、手首１０には圧脈波検出ヘッド１２が
バンド１４により着脱可能に装着され−といる。圧脈波
検出ヘッド１２は、有底円筒状のハ１クジング１６と、
ハウジング１６に収容された本体１Ｂと、ハウジング１
６および本体１８間に設けられて本体１８を支持すると
ともにハウジング１６内に圧力室２０を形成するダイヤ
フラム２２とを備えており、ポンプ２４により圧送され
た気体が圧力制御弁２６を介して圧力室２０に供給され
ると、本体１８が撓骨２８上に位置（７ている撓骨動脈
３０上に押圧されるようになっている。

本体１８は、硬い樹脂、金属、セラミックなどから成り
且つ数ｍａｔ或いは十数−程度の厚みを備えた剛性の高
い材質から構成されたものであり、第２図および第３図
に詳しく示すように、押圧面３２の周縁部を除いて形成
された凹陥部３３と、この凹陥部３３に開口し且つ一方
向に沿って配列された複数本の貫通孔３４を備えている
。

本体１８の押圧面３２には、たとえば、光沢のある鍍金
が施された２／１００　ｔｎａ程度の比較的薄い金属板
或いはプラスティック板、比較的薄いステンレススチー
ル板などの可撓性を備えた押圧板３６が貼着されている
。この押圧板３６には、第４図および第５図に詳しく示
すように、上記貫通孔３４に対応する各部分（第４図中
破線にて示す）の間において、複数本のスリット３５が
、押圧板３６の厚み方向に貫通するとともに、押圧板３
６が生体の表皮に押圧された状態において撓骨動脈３０
に略平行な方向、すなわち押圧板３６の幅方向において
は押圧板３６の耐久性を…なわない程度に端縁から所定
距離控えて、その幅方向に沿って形成されている。した
がって、撓骨動脈３０の脈動に対応して押圧板３６が撓
んで振動する状態では、貫通孔３４に対応する各部分、
すなわち押圧板３６上の各振動検出点がスリット３５に
よって各々分離されているため、それら検出点において
検出される振動が相互に干渉し合うことが好適に防止さ
れている。

なお、本体１８の押圧面３２には、貫通孔３４および凹
陥部３３内と大気との間の圧力差を解消するための通気
用溝３８が形成されている。また、上記貫通孔３４の間
隔法よ、圧脈波の測定点の間隔に対応するものであり、
撓骨動脈３０の径よりも充分小さい間隔、たとえば０．
２Ｍ程度の値に決定されて、撓骨動脈３０の径内に少な
くとも３乃至５つの測定点が位置させられるようになっ
ている。

貫通孔３４には、複数本の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、
４０ｃ・・の一端部が嵌め入れられており、それらの一
端部の端面が押圧板３６と対向させられている。複数本
の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ・・の他端部は、
圧脈波信号出力装置４２に固定されている。圧脈波信号
出力装置４２は、上記複数本の光ファイバ４０ａ、４０
ｂ、４０ｃ・・毎に同様に構成されているので、以下に
おいては光ファイバ４０ａについ゛ζ説明する。圧脈波
信号出力装置４２は、位相の揃ったレーザ光を出力する
レーザ光源４４と、このレーザ光源４４から出力された
光を平行光とする凸レンズ４６と、ビームを分割するた
めの無偏光ビームスプリッタ４８と、無偏光ビームスプ
リッタ４８により反射された光を戻すためのミラー４９
と、無偏光ビームスプリッタ４８を通過した光を光ファ
イバ４０ａの他端面に入射させる凸レンズ５０と、光フ
ァイバ４０ａを通して伝播した反射光のうち無偏光ビー
ムスプリッタ４８により取り出された光を受けるホトセ
ンサ５２と、ホトセンサ５２の出力信号に基づいて圧脈
波信号ＳＭａを出力する圧脈波検出回路５４とを備えて
いる。

このように構成された圧脈波信号出力装置４２では、押
圧板３６のうち第２図の左端に位置する貫通孔３４の間
口に対応する部分、換言すれば光ファイバ４０ａの先端
面に対向する部分に作用する圧脈波を表す圧脈波信号Ｓ
Ｍａが圧脈波検出回路５４から出力されるようになって
いる。すなわち、レーザ光源４４から出力されたレーザ
光のうち、無偏光ビームスプリッタ４８により反射され
た一方のレーザ光は、ミラー４９により反射され、無偏
光ビームスプリッタ４８を透過してホトセンサ５２によ
り受けられる。レーザ光源４４から出力されたレーザ光
のうち、無偏光ビームスプリッタ４８を透過した他方の
レーザ光は、ロッドレンズとして知られた光ファイバ４
０ａを介して押圧板３６に照射され、この押圧板３６に
より反射された後、再び光ファ・イバ４０ａに導かれて
無偏光ビームスプリッタ４８へ戻される。そして、無偏
光ビームスプリッタ４８により反射されてホトセンサ５
２により受けられる。このため、ホトセンサ５２により
受けられるレーザ光は、ミラー４９により反射された光
、すなわち参照光と、押圧板３６により反射された光、
すなわち計測光との干渉光であり、本実施例では押圧板
３６に作用する圧力に対応した撓みによる計測光の光路
変化により上記干渉光の位相が変化させられる。圧脈波
検出回路５４は、押圧板３６の微小変位に対応した干渉
光の位相変化を予め定められた一定の微小な単位時間毎
に逐次計数し、この計数値に基づいて押圧板３６に周期
的に作用している圧脈波を表す圧脈波信号ＳＭａを出力
する。第６図は、この圧脈波信号ＳＭａが表す圧脈波の
１周期分を示している。

上記のようにして、撓骨動脈３０上に位置する各測定点
における圧脈波を表す圧脈波信号ＳＭａ、ＳＭｂ、ＳＭ
ｃ・・・が圧脈波信号出力装置４２から制御装置５６に
供給されると、制御装置５６は、予め記憶されたプログ
ラムに従って入力信号を処理し、たとえば、特願昭６１
−１３０８７９号において記載されているように動脈の
管壁の張力の影響を受けない測定点の圧脈波を選択して
血圧値を連続的にモニタしたり、或いは、特願昭６３−
８７７２０号に記載されているように、本体１８の押圧
力を変化させつつ得られた圧脈波に基づいて動脈硬化度
を測定し、図示しない出力装置へその結果を出力する。

上記のように、本実施例においては、押圧板３６上にお
いてスリット３５により相互干渉が遮断された各振動検
出点での押圧板３６の撓みによる振動が、光ファイバ４
０ａ、４０ｂ、４０ｃｍ−からの照射光が各振動検出点
において反射された反射光すなわち参照光と計測光との
干渉光の位相差に基づいて検出されることにより、撓骨
動脈３０から発生する圧脈波が検出されるのである。し
７たがって、本実施例によれば、押圧板３６においてス
リット３５が各振動検出点間に設けられて、各振動検出
点において検出される振動が相互に干渉し合うことが好
適に防止されているので、従来の装置と比較して圧脈波
検出の精度が向上するという効果が得られる。

また、ホトエツチング技術を用いて半導体基板上に凹部
を形成して受圧部を構成するとともに配線用導体パター
ンを設けて圧脈波を検出する形式の従来の装置において
は、配線用導体パターンを設ける面積を確保し且つ半導
体基板の充分な剛性を得るために、複数の受圧部間をあ
る程度離隔して形成する必要があったが、これに対して
、本実施例によれば、本体１８に設けられた貫通孔３４
間に配線用導体パターンを設ける必要がなく、しかも、
本体１８について厚みの制約がなく剛性の高い部材を用
いることができて貫通孔３４の形成による剛性の低下が
問題とならないので、各貫通孔３４同士を接近させて形
成することができる。

それ故、単位長さ当たりの圧脈波測定点の密度が充分に
高くされ得るという利点がある。

また、本実施例の脈波検出装置によれば、直接皮膚に触
れる部分には何等電気回路が存在しないので、高い安全
性が得られる利点がある。

次に、本発明の他の実施例について図面に基づいて説明
する。

前述の実施例において、押圧板３６の貫通孔３４に対応
する各振動検出点間においてはスリット３５がそれぞれ
設けられていたが、これに替えて、第７図に示すような
細溝６０を形成しても良いのである。このとき、細溝６
０の深さ寸法は、押圧板３６の耐久性が充分に得られる
範囲内において可及的に太き（される。本実施例におい
ても、細溝６０によって各振動検出点間における振動の
相互干渉が充分に遮断されるのである。

また、第８図に示すように、スリット３５は押圧板３６
の側縁に開いていても差支えないのである。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、
本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例における本体１８は、ダイヤフ
ラム２２によって押圧方向−・駆動されるようになって
いるが、それに加えて撓骨動脈３０と交差する方向へ移
動させる駆動装置や、撓骨動脈３０と平行な一軸まわり
の揺動位置を位置決めする揺動位置決め装置を設けても
良い。

また、前述の実施例においては、各圧脈波測定点毎に一
本の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ・・・が設けら
れているが、複数本から成る一束の光ファイバがそれぞ
れ設けられても良い。

また、前述の実施例では、干渉光の位相差に基づいて圧
脈波が検出されていたが、押圧板３６の撓みに関連して
発生する反射光量の変化に基づいて圧脈波が検出される
ようにしてもよい。この場合には、たとえば１若しくは
２以上の照射光用光ファイバとその外周に束ねられた受
光用光ファイバとから成る。−束の光ファイバが個々の
圧脈波測定点毎に用いられ、受光用光ファイバにより導
かれた反射光が光センサに受光されることにより、圧脈
波信号が出力される。なお、このときの光源は、光出力
が一定のものであれば、ＬＥＤ、ランプなどの光源でも
良い。

また、前述の実施例では、干渉光の位相差に基づいて圧
脈波が検出されていたが、ドツプラシフトによる位相差
を光ヘテロゲインを用いて検出するように構成してもよ
い。すなわち、直交２周波のレーザ光を出力するレーザ
光源を用い、その２周波のレーザ光を計測光と参照光と
の２光路に分離し、参照光の光路を一定とし且つ計測光
の光路を前記押圧板により反射される光路とするととも
に、反射後の計測光と参照光との合波により計測ビート
信号を作成する一方、レーザ光源から出力された直後の
直交２周波の合波により基準ビート信号を作成し、それ
ら計測ビート信号と基準ビート信号との間のシフトに基
づいて圧脈波信号を出力するのである。

また、前述の実施例では、押圧板３６の振動が光学的に
検出されていたが、電磁的に検出されても良い。

また、前述の実施例においては、撓骨動脈３゜から発生
する圧脈波が検出されるように説明されていたが、押圧
板３２は他の動脈から発生する圧脈波を検出するために
他の動脈に押圧されても良いのである。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり
、本発明はその精神を逸脱しない範囲で種々変更が加え
られ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のシステム構成を示す図で
ある。第２図は、第１図の実施例の圧脈波検出ヘッドお
よび圧脈波信号出力装置の構成を詳しく説明する図であ
る。第３図は、第１図の実施例の圧脈波検出ヘッド内の
本体の押圧面を示す図である。第４図は、第２図の押圧
板の拡大平面図である。第５図は、第２図の押圧板の撓
骨動脈に直交する方向に沿った断面を拡大して示す図で
ある。第６図は、第１図の圧脈波信号出力装置から出力
された圧脈波信号が表す圧脈波の例を示す図である。第
７図は、本発明の他の実施例における第５図に相当する
図である。第８図は本発明の他の実施例における第４図
に相当する図である。 ３６：押圧板 ３５ニスリント ６０：細溝（溝）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 生体の表皮に押圧される押圧板を備え、該押圧板の撓み
   の振動を該押圧板上の複数の振動検出点において非接触
   にて検出することにより、該表皮下の動脈から発生させ
   られる圧脈波を、該動脈と交差する方向に沿った複数個
   所において検出する脈波検出装置において、 前記押圧板の振動検出点間に、振動の相互干渉を遮断す
   るためのスリット若しくは溝を設けたことを特徴とする
   脈波検出装置。