JPH04120704U - 脈波検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動脈の体表面からの位置に拘わらず、先端面
に圧力検出素子が設けられた凸部を体表面の動脈上に押
圧することにより最適押圧条件を確実に実現し得かつ圧
脈波を安定して検出し得るとともに生体に苦痛を与える
のを一層好適に防止し得る脈波検出装置を提供する。 【構成】 脈波センサ２０の凸部３６の周囲に、凸部３
６による押圧時において橈骨動脈４２の体表面１２から
の深さに応じて弾性変形可能な板ばね４８を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は生体の動脈から圧脈波を検出する脈波検出装置の改良に関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

生体に押圧される押圧面に凸部が形成され、その凸部の先端面に圧力検出素子 が設けられた形式の脈波検出装置が知られている。たとえば、特開平１−１２６ ２０５号公報に記載の脈波検出装置がそれであって、凸部が生体表面の動脈上、 たとえば橈骨動脈や足背動脈上に押圧されることによりその動脈から発生する脈 波（圧脈波）が圧力検出素子にて検出されるようになっている。脈波の検出が行 われる生体の動脈の近傍には腱や骨が位置している場合が多いので、上記のよう に押圧面から突き出された凸部の先端面に圧力検出素子を設けることにより、腱 や骨にそれ程邪魔されないで動脈を適切に押圧することができる特徴がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記脈波の検出に際しては、動脈内の圧力と可及的に近似した圧力 を検出することを目的として、動脈壁の一部に平坦部が形成されるように押圧す る最適押圧条件を維持することが求められる場合がある。このため、体表面から 浅い位置の動脈に対して適切に押圧できるように凸部の突出し量を比較的小さく 設定すると、体表面から深い位置の動脈に対しては、押圧面と腱や骨との干渉の ために過大な押圧力にて押圧する必要が生じて苦痛を与えることになるだけでな く、最適押圧条件を実現できない場合もある。反対に体表面から深い位置の動脈 に対して適切に押圧できるように凸部の突出し量を比較的大きく設定すると、体 表面から浅い位置の動脈に対しては、極めて弱い押圧力にて凸部を押圧すること となり且つ凸部の周囲の押圧面が体表面から浮いた状態となるため、凸部の押圧 姿勢が不安定となって脈波を安定して検出できなくなる。すなわち、生体の皮膚 下の橈骨動脈や足背動脈等の動脈の皮膚表面からの深さ位置には大きな個人差が 存在するため、一定の突出し寸法を有する凸部を備えた脈波検出装置を用いると 、苦痛を与えたり、最適押圧条件を実現できなかったり、あるいは脈波を安定し て検出できない場合があったのである。

【０００４】 これに対し、本出願人が先に出願した実願昭２−４６４２０号に記載されてい るように、上記凸部と略同等以上の高さを有して圧縮変形可能なゴム等の軟質弾 性部材をその凸部の周囲に設ければ、凸部で動脈を押圧する際には、軟質弾性部 材の圧縮変形に基づいて、動脈の体表面からの深さ位置に応じて凸部を軟質弾性 部材の表面から適当に突き出すことができるため、上記の問題を好適に解決でき ると考えられる。

【０００５】 しかし、この場合においても、未だ解決すべき問題を有している。すなわち、 上記ゴム等の軟質弾性部材は、荷重と弾性圧縮変形量との間のばね特性が非線形 であることから、体表面から深い位置の動脈を押圧する場合においては、その動 脈の深さに応じて軟質弾性部材の圧縮変形量が充分に得られなくて押圧力が比較 的大きくなる場合があり、これにより、生体に苦痛を与えるのを必ずしも好適に 防止できない場合があるのである。

【０００６】 本考案は以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするとこ ろは、動脈の体表面からの位置に拘わらず、先端面に圧力検出素子が設けられた 凸部を体表面の動脈上に押圧することにより最適押圧条件を確実に実現し得かつ 圧脈波を安定して検出し得るとともに生体に苦痛を与えるのを一層好適に防止し 得る脈波検出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案の要旨とするところは、生体に押圧される押 圧面に凸部が形成され、その凸部の先端面に圧力検出素子が設けられた形式の脈 波検出装置であって、前記凸部の周囲に設けられ、その凸部の高さ方向において 弾性変形可能であって且つその凸部と略同等以上の高さを有する板ばねを含むこ とにある。

【０００８】

【作用および考案の効果】

このように構成された脈波検出装置によれば、凸部の高さ方向において弾性変 形可能であって且つその凸部と略同等以上の高さを有する板ばねがその凸部の周 囲に設けられているので、圧脈波を検出すべく凸部にて動脈を押圧する押圧状態 においては、その動脈の近傍に位置する骨や腱に板ばねが押圧されて弾性変形さ せられることにより、板ばねの凸部突出し方向の端部から凸部が適当に突き出さ れる。すなわち、押圧面からの凸部の突出し量を従来よりも大きく設定し且つ板 ばねのばね定数を比較的小さく設定することにより、体表面から深い位置の動脈 に対しては、押圧面と腱や骨との干渉がなく、板ばねの弾性変形により押圧力を 過大に高めなくても最適押圧条件が得られるため、生体に苦痛を与えることが好 適に防止されるとともに最適押圧条件を確実に実現し得る。また、体表面から浅 い位置の動脈に対しては、板ばねが腱や骨に押圧されて凸部の押圧姿勢が安定と なるため、圧脈波を安定して検出し得る。

【０００９】 しかも、上記板ばねは略線形のばね特性を備えていることから、体表面から深 い位置の動脈を凸部で押圧する場合においても、非線形のばね特性を備えたゴム 等の軟質弾性部材を用いる場合に比べて、その動脈の体表面からの深さに応じて 板ばねの弾性変形量を充分に確保し得て押圧力の増大を好適に抑制し得るため、 生体に苦痛を与えるのを一層好適に防止し得る。この結果、動脈の体表面からの 位置に拘わらず、最適押圧条件を確実に実現し得かつ圧脈波を安定して検出し得 るとともに生体に苦痛を与えるのを一層確実に防止し得る脈波検出装置が提供さ れる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１１】 図１において、１０は有底角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ド１４により手首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には、空気ポンプ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体表面１２に押圧される。

【００１２】 上記脈波センサ２０は、図１乃至図３に示すように、たとえば透明な樹脂から 成り、ダイヤフラム１８に取り付けられるケース２８と、そのケース２８のダイ ヤフラム１８側とは反対側に一体的に装着され、ダイヤフラム１８側と反対側の 面が押圧面３０とされ且つその押圧面３０の中央部に矩形状の貫通穴３２が形成 された金属製のキャップ３４と、ケース２８に設けられ、キャップ３４の貫通穴 ３２を通して押圧面３０からハウジング１０の開口側、すなわち体表面１２側へ 突き出す凸部３６とを備えており、その凸部３６の突出端の先端面３８には圧力 検出素子としての複数の半導体感圧素子４０がたとえば０．３mm間隔で橈骨動脈 ４２を横断する方向に配列されている。脈波センサ２０は、その先端面３８にお いて体表面１２の橈骨動脈４２上に押圧されることにより、橈骨動脈４２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。脈波セン サ２０から出力された電気信号、すなわち圧脈波を表す脈波信号ＳＭは制御装置 ４４に供給される。

【００１３】 制御装置４４は、マイクロコンピュータを有して構成されており、予め記憶さ れたプログラムに従って入力信号を処理し、調圧弁２６へ駆動信号ＳＤを出力し て圧力室２２内の圧力を調節する一方、その圧力室２２内の徐速昇圧過程で逐次 採取される脈波信号ＳＭに基づいて、橈骨動脈４２の壁の一部が平坦となる圧力 室２２の圧力すなわち脈波センサ２０の最適押圧力を決定するとともに各半導体 感圧素子４０のうちの最大振幅の信号を出力する素子を橈骨動脈４２の中心真上 に位置するアクティブ素子として決定し、調圧弁２６を脈波センサ２０の最適押 圧力を維持するように制御しつつアクティブ素子から逐次採取される脈波信号Ｓ Ｍに基づいて圧脈波を検出し且つ表示記録信号ＳＩを出力して検出した圧脈波を 表示・記録装置４６に表示・記録させる。上記のように橈骨動脈４２の中心真上 に位置する半導体感圧素子４０により検出される圧脈波は、橈骨動脈４２の壁の 弾性力（張力）の影響を殆ど受けていないと考えられることから、橈骨動脈４２ 内の圧力、すなわち血圧変動波としてその波形が表示されることとなる。また、 制御装置４４は、予め記憶されたプログラムに従って、血圧変動波である圧脈波 の上ピーク値および下ピーク値を決定して、それら上ピーク値および下ピーク値 を最高血圧値および最低血圧値として表示・記録装置４６に表示させる。

【００１４】 ここで、体表面１２から橈骨動脈４２までの深さの個人差に対応できるように 、上記脈波センサ２０の凸部３６の押圧面３０からの高さは、従来の高さ（約１ mm）に比較して１．５倍程度に設定されており、また、脈波センサ２０の押圧面 ３０には、凸部３６の外周側において板ばね４８が固着されている。この板ばね ４８は、図１乃至図４に示すように、予め枠状に打ち抜かれた薄板状ばね材をそ の中間部の２ヶ所において折り曲げることにより形成されたものであって、側面 形状がそれぞれ傾斜の緩やかな略Ｖ字状を成し、キャップ３４に固定される固定 部４９およびその固定部４９の両端から延びる一対の傾斜部５０，５０から成る 一対のＶ字状部５１，５１と、それらＶ字状部５１，５１の両端部をそれぞれ一 体に連結する一対の接触部５２，５２とを備えており、Ｖ字状部５１，５１と接 触部５２，５２とによって形成された開口５４内に脈波センサ２０の凸部３６が 位置する状態でＶ字状部５１，５１の固定部４９において、キャップ３４の押圧 面３０の、凸部３６の両側に位置する部分にたとえばスポット溶接によりそれぞ れ固定されている。図３において、Ｖ字状部５１，５１の固定部４９に記載され た丸印はスポット溶接部分を示している。

【００１５】 上記接触部５２，５２の開口５４側と反対側の縁には、それら接触部５２，５ ２による体表面１２の押圧を円滑に行うこと等を目的として、キャップ３４側へ 湾曲するＲ部５６がそれぞれ設けられている。接触部５２，５２のＲ部５６の形 成位置および曲率半径はキャップ３４の角部に形成されたＲ部分にそれぞれ対応 させられているとともにキャップ３４の両外側にそれぞれ位置させられており、 これにより、Ｒ部５６の存在に拘らず、板ばね４８をその傾斜部５０，５０が略 平坦になるまで弾性変形させることができるようになっている。

【００１６】 上記板ばね４８の材質、厚み、ばね定数、および自由状態での凸部３６に対す る高さ方向の相対位置は、橈骨動脈４２が体表面１２から浅い場合には板ばね４ ８が腱６０および橈骨６２に体表面１２上から押圧されて脈波センサ２０が安定 な姿勢で最適押圧状態に維持され得、しかも、橈骨動脈４２が体表面１２から深 い場合には腱６０および橈骨６２に体表面１２上から当接している板ばね４８が 容易に弾性変形して圧力室２２内の圧力をそれ程高めなくても凸部３６が図１に 示すように橈骨動脈４２の一部が平坦となるまで適切に押し潰され得るように決 定されている。具体的には、板ばね４８は、たとえば、０．１５mm程度の厚みの ステンレス鋼ＳＵＳ３０１にて構成されており、その全体のばね定数は腱６０の 弾性定数よりも充分に小さく且つ橈骨動脈４２の壁の弾性定数よりも充分に大き くなるように決定されている。また、板ばね４８の自由状態におけるキャップ３ ４の押圧面３０からの高さｈ₁ は、図２に示すように、その押圧面３０からの凸 部３６の高さｈ₂ より比較的大きく決定されている。

【００１７】 このように本実施例の脈波検出装置によれば、凸部３６より高い高さを有して 凸部３６の高さ方向において弾性変形可能な板ばね４８がその凸部３６の周囲に 設けられているので、圧脈波を検出すべく凸部３６にて橈骨動脈４２を押圧する 押圧状態においては、その橈骨動脈４２の近傍に位置する橈骨６２および腱６０ に板ばね４８が押圧されて弾性変形させられることにより、板ばねの凸部突出し 方向の端部から凸部が適当に突き出される。すなわち、押圧面３０からの凸部３ ６の突出し量を従来よりも大きく設定し且つ板ばね４８のばね定数を前述のよう に比較的小さく設定すること等により、体表面１２から深い位置の橈骨動脈４２ に対しては、押圧面３０と腱６０や橈骨６２との干渉がなく、板ばね４８の弾性 変形により脈波センサ２０の押圧力を過大に高めなくても橈骨動脈４２を平坦に 押圧する最適押圧条件が得られるため、生体に苦痛を与えることが好適に防止さ れるとともに最適押圧条件が確実に実現される。また、体表面１２から浅い位置 の橈骨動脈４２に対しては、板ばね４８が腱６０や橈骨６２に押圧されて脈波セ ンサ２０の押圧姿勢が安定となるため、圧脈波を安定して検出することができる 。

【００１８】 また、本実施例によれば、板ばね４８は略線形のばね特性を備えていることか ら、体表面１２から深い位置の橈骨動脈４２を凸部３６で押圧する場合において も、非線形のばね特性を備えたゴム等の軟質弾性部材を用いる場合に比べて、橈 骨動脈４２の体表面１２からの深さに応じて板ばね４８の弾性変形量を充分に確 保することができて押圧力の増大を好適に抑制することができるため、生体に苦 痛を与えるのを一層好適に防止することができる。

【００１９】 また、本実施例によれば、板ばね４８の一対の接触部５２，５２により橈骨動 脈４２の両側に位置する部分のみが押圧されるように構成されているので、板ば ね４８により橈骨動脈４２が不要に圧迫されず、圧脈波が一層正確に検出される 利点がある。

【００２０】 また、本実施例によれば、板ばね４８の接触部５２，５２にＲ部５６が設けら れていても、板ばね４８をそのＶ字状部５１，５１が略平坦になるまで弾性変形 させることができるように構成されているので、脈波センサ２０の凸部３６が不 要に高くならない利点がある。

【００２１】 以上、本考案の一実施例について説明したが、本考案はその他の態様において も実施し得る。

【００２２】 たとえば、前述の実施例の板ばね４８の高さは、凸部３６の高さより比較的大 きくされているが、凸部３６の高さより僅かに大きい場合や僅かに小さい場合に おいても本考案の効果を得ることが可能である。要するに、板ばねは凸部と略同 等以上の高さを有しておればよいのである。

【００２３】 また、前述の実施例では、板ばね４８は相対向する一対の接触部５２，５２に より脈波センサ２０の凸部３６の周囲の一部において体表面１２を押圧するよう に構成されているが、必ずしもその必要はなく、たとえば、脈波センサの凸部の 周囲の全周において体表面を押圧する皿ばね状の板ばねを用いることも可能であ る。

【００２４】 また、前述の実施例では、脈波センサ２０が空圧によって押圧されるように構 成されていたが、電動モータにより駆動される送りねじ機構により押圧されるよ うに構成されてもよい。

【００２５】 その他、本考案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】

【図１】本考案が適用された脈波検出装置の構成を示す
図であって、脈波センサが最適押圧力で押圧している状
態の一例を示す図である。

【図２】図１の脈波センサの拡大図であって、板ばねを
自由状態にて示す図である。

【図３】図２の脈波センサを板ばね側から見た図であ
る。

【図４】図３における板ばねのＩＶ−ＩＶ視断面図であ
る。

【符号の説明】

１２ 体表面 ２０ 脈波センサ ３０ 押圧面 ３６ 凸部 ３８ 先端面 ４０ 半導体感圧素子 ４８ 板ばね

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体に押圧される押圧面に凸部が形成さ
   れ、該凸部の先端面に圧力検出素子が設けられた形式の
   脈波検出装置であって、前記凸部の周囲に設けられ、該
   凸部の高さ方向において弾性変形可能であって且つ該凸
   部と略同等以上の高さを有する板ばねを含むことを特徴
   とする脈波検出装置。