JPH0434808Y2 - - Google Patents

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JPH0434808Y2
JPH0434808Y2 JP10780987U JP10780987U JPH0434808Y2 JP H0434808 Y2 JPH0434808 Y2 JP H0434808Y2 JP 10780987 U JP10780987 U JP 10780987U JP 10780987 U JP10780987 U JP 10780987U JP H0434808 Y2 JPH0434808 Y2 JP H0434808Y2
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pressure
pulse wave
artery
pressing
peak value
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は脈波検出装置に係り、特に、血管から
発生する脈波を高い精度で検出する装置に関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] Technical Field The present invention relates to a pulse wave detection device, and particularly to a device that detects pulse waves generated from blood vessels with high accuracy.

従来技術 心臓の拍動に伴つて発生させられ、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、人体の体表面であつて血管の直上部
に押圧される圧電素子や歪ゲージ等の圧力センサ
を備え、その圧力センサによつて前記血管から発
生する脈波を検出するようにしたものがある。実
開昭61−60901号公報等に記載されている装置は
その一例である。
PRIOR ART Pressure waves or vibrations of blood vessel walls that are generated as the heart beats and propagate within blood vessels are generally called pulse waves, and various medical information such as the state of cardiac motion can be obtained from these pulse waves. It is known that it can be obtained. As a device for detecting such pulse waves, a pressure sensor such as a piezoelectric element or a strain gauge that is pressed on the surface of the human body directly above the blood vessel is provided, and the pressure sensor detects the pulse wave generated by the blood vessel. Some devices are designed to detect pulse waves. The device described in Japanese Utility Model Application Publication No. 61-60901 is one example.

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、この種の脈波検出装置におい
て、前記圧力センサは、スプリング等の弾性力に
より予め定められた一定の押圧力で人体の体表面
に押圧されるようになつていたため、必ずしも脈
波を高い精度で検出することができないという問
題があつた。すなわち、かかる圧力センサの押圧
力は、血管壁の張力の影響を排除する上で、その
血管が略扁平となるように、換言すれば血管壁の
一部が平坦となつて圧力センサの押圧面と略平行
となるように設定することが望ましいが、これは
被検者の個体差等によつて相違するため、一定の
押圧力にて圧力センサを押圧する従来の装置にお
いては充分な脈波検出精度が得られないのであ
る。
Problems to be Solved by the Invention However, in this type of pulse wave detection device, the pressure sensor is pressed against the surface of the human body with a predetermined constant pressing force by an elastic force such as a spring. Therefore, there was a problem that pulse waves could not always be detected with high accuracy. In other words, the pressing force of the pressure sensor is applied so that the blood vessel becomes approximately flat in order to eliminate the influence of tension on the blood vessel wall.In other words, a part of the blood vessel wall becomes flat and the pressing surface of the pressure sensor is It is desirable to set the pressure sensor so that the pressure sensor is approximately parallel to the current pressure sensor, but since this varies depending on the individual differences of the subject, conventional devices that press the pressure sensor with a constant pressure cannot detect a sufficient pulse wave. Detection accuracy cannot be obtained.

これに対し、上記圧力センサから出力される信
号に基づいて押圧力を調整することが考えられる
が、従来は一般に血管の直径と同程度か若しくは
それ以上の大きさの接触面を有する圧力センサを
用いて脈波を検出していたため、その信号に基づ
いて血管が扁平となるように押圧力を調整するこ
とは困難なのである。
On the other hand, it is conceivable to adjust the pressing force based on the signal output from the pressure sensor, but conventionally, a pressure sensor having a contact surface of the same size or larger than the diameter of the blood vessel is generally used. Since the pulse wave was detected using the pulse wave, it is difficult to adjust the pressing force based on the signal so that the blood vessel becomes flat.

問題点を解決するための手段 本考案は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その目的とするところは、被検者の個体
差等に拘らず血管が略扁平となる最適な押圧力に
て圧力センサを押圧することにより、常に高い精
度で脈波を検出し得るようにすることにある。
Means for Solving the Problems The present invention was developed against the background of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to find an optimal pressure that will make blood vessels approximately flat regardless of individual differences among subjects. The purpose is to enable pulse waves to be detected with high accuracy at all times by pressing a pressure sensor with pressure.

そして、かかる目的を達成するため、本考案
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つて、(a)前
記人体の体表面上において前記血管と交差する方
向に配列され、その体表面に押圧されることによ
り前記血管から発生する脈波に対応する脈波信号
をそれぞれ出力する複数の圧力センサと、(b)その
圧力センサを前記体表面に押圧する押圧手段と、
(c)その押圧手段による押圧力を、前記複数の圧力
センサのうち前記血管の直上部に位置させられた
一群の圧力センサから同時に出力された各々の脈
波信号の信号強度が、その直上部の両端部では高
く中央部では低くなるように調整する押圧力調整
手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve such an object, the present invention provides a device for detecting pulse waves generated from blood vessels in the human body when pressed against the surface of the human body, which comprises: (b) a plurality of pressure sensors arranged in a direction intersecting blood vessels and outputting pulse wave signals corresponding to pulse waves generated from the blood vessels when pressed against the body surface; a pressing means for pressing the surface;
(c) The pressing force of the pressing means is determined by the signal strength of each pulse wave signal simultaneously output from a group of pressure sensors located directly above the blood vessel among the plurality of pressure sensors. The pressing force is adjusted to be high at both ends and low at the center.

作用および考案の効果 すなわち、本考案は、血管の直上部に一群の圧
力センサが位置させられるように、その血管と交
差する方向に複数の圧力センサを配列するととも
に、その圧力センサの押圧力を種々変更すると、
血管が略扁平とされたときにはその血管の直上部
に位置させられた一群の圧力センサから出力され
る脈波信号の信号強度は、直上部の両端部では高
く中央部では低くなることに着目して為されたの
であり、押圧力調整手段により、血管の直上部に
位置させられた一群の圧力センサから同時に出力
された各々の脈波信号の信号強度が直上部の両端
部では高く中央部では低くなるように、圧力セン
サを体表面に押圧する押圧手段による押圧力を調
整するようにしたのである。
Function and Effects of the Invention In other words, the present invention arranges a plurality of pressure sensors in a direction intersecting the blood vessel so that a group of pressure sensors is positioned directly above the blood vessel, and also increases the pressing force of the pressure sensors. With various changes,
We focused on the fact that when a blood vessel is approximately flat, the signal strength of the pulse wave signal output from a group of pressure sensors located directly above the blood vessel is high at both ends of the blood vessel and low at the center. The pressure adjustment means causes the signal strength of each pulse wave signal simultaneously output from a group of pressure sensors located directly above the blood vessel to be high at both ends of the blood vessel and high at the center. The pressing force of the pressing means that presses the pressure sensor against the body surface is adjusted so that the pressure becomes lower.

したがつて、かかる本考案の脈波検出装置によ
れば、被検者の個体差等に拘らず常に血管が略扁
平となる最適な押圧力にて圧力センサが押圧され
るため、血管壁の張力の影響を受けることなく高
い精度で脈波を検出し得るようになるのである。
Therefore, according to the pulse wave detection device of the present invention, the pressure sensor is always pressed with the optimal pressing force that makes the blood vessel substantially flat regardless of individual differences among the subjects. This makes it possible to detect pulse waves with high accuracy without being affected by tension.

なお、かかる本考案の脈波検出装置は、脈波信
号の信号強度すなわち脈波の圧力に基づいて押圧
力を調整するものであるため、圧力振動のない
DC成分のみから成る静脈の脈波を検出する場合
にも適用され得る。
Note that the pulse wave detection device of the present invention adjusts the pressing force based on the signal strength of the pulse wave signal, that is, the pressure of the pulse wave, so it can be used without pressure vibration.
It can also be applied to detecting a venous pulse wave consisting only of DC components.

また、上記押圧力調整手段は、例えば前記複数
の圧力センサからそれぞれ出力された脈波信号の
各々のピーク値を求め、そのピーク値の前記血管
と交差する方向における変化傾向が2つの極大部
を有するとともに、その極大部の間に存在する極
小部のピーク値がその極大部のピーク値に対して
予め定められた一定の割合以下となるように前記
押圧力を調整するように構成される。
Further, the pressing force adjusting means may obtain, for example, a peak value of each of the pulse wave signals respectively output from the plurality of pressure sensors, and a change tendency of the peak value in a direction intersecting the blood vessel may be determined to have two maximum parts. and the pressing force is adjusted so that the peak value of the minimum portion existing between the maximum portions is equal to or less than a predetermined constant ratio with respect to the peak value of the maximum portion.

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。
Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図において、10は下端に開口12を有す
る中空の本体であり、その開口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1
8に着脱可能に取り付けられるようになつてい
る。本体10は、環状の側壁部材20と、その側
壁部材20の上端にダイヤフラム22の外周縁部
を挟んで固定された蓋部材24とから成り、ダイ
ヤフラム22の内周縁部は押圧部材26に固定さ
れている。ダイヤフラム22はゴム等の弾性変形
可能な材料製であり、押圧部材26はこのダイヤ
フラム22を介して本体10内に相対移動可能に
保持されている。また、それ等本体10と押圧部
材26との間には、そのダイヤフラム22によつ
て圧力室28が形成されており、圧力流体供給源
30から調圧弁32を経て圧力エア等の圧力流体
が供給されることにより、押圧部材26を体表面
14に押圧するようになつている。本実施例で
は、押圧部材26の後部に圧力室28を形成する
本体10、ダイヤフラム22、およびその圧力室
28内に圧力流体を供給するポンプ等の圧力流体
供給源30により押圧手段が構成されている。
In FIG. 1, reference numeral 10 is a hollow body having an opening 12 at the lower end, and a band 16 is attached to the wrist with the opening 12 facing the body surface 14 of the human body.
It is designed to be removably attached to 8. The main body 10 consists of an annular side wall member 20 and a lid member 24 fixed to the upper end of the side wall member 20 with the outer peripheral edge of the diaphragm 22 interposed therebetween, and the inner peripheral edge of the diaphragm 22 is fixed to a pressing member 26. ing. The diaphragm 22 is made of an elastically deformable material such as rubber, and the pressing member 26 is held relatively movably within the main body 10 via the diaphragm 22. Further, a pressure chamber 28 is formed between the main body 10 and the pressing member 26 by the diaphragm 22, and pressure fluid such as pressurized air is supplied from a pressure fluid supply source 30 via a pressure regulating valve 32. By doing so, the pressing member 26 is pressed against the body surface 14. In this embodiment, the pressing means is constituted by the main body 10 forming a pressure chamber 28 at the rear of the pressing member 26, the diaphragm 22, and a pressure fluid supply source 30 such as a pump that supplies pressure fluid into the pressure chamber 28. There is.

上記押圧部材26は、環状の側壁部材36と、
その側壁部材36の上端に前記ダイヤフラム22
の内周縁部を挟んで固定された蓋部材38と、側
壁部材36の下端に配設された押圧板40とから
構成されている。押圧板40は、第2図に示され
ているように、単結晶シリコン等から成る半導体
チツプ42の上面に多数の感圧ダイオード44を
形成したもので、その接合部の圧力変化に対応す
る電気信号が共通の端子46と個々の端子48と
の間から取り出されるようになつている。多数の
感圧ダイオード44は、本体10が手首18に取
り付けられた状態において、脈波を検出すべき橈
骨動脈50と略直角に交差する方向に一定の間隔
を隔てて形成されているとともに、その動脈50
と略直角な方向の幅寸法および間隔は、少なくと
も3個(本実施例では7個程度)の感圧ダイオー
ド44が橈骨動脈50の直上部、すなわち橈骨動
脈50の真上であつてその動脈50の直径と略同
じ長さの範囲内に位置するように定められてい
る。なお、感圧ダイオード44の形状や動脈50
と平行な方向の長さ寸法は適宜設定される。
The pressing member 26 includes an annular side wall member 36;
The diaphragm 22 is attached to the upper end of the side wall member 36.
It is composed of a lid member 38 fixed to sandwich the inner peripheral edge of the side wall member 36, and a press plate 40 disposed at the lower end of the side wall member 36. As shown in FIG. 2, the pressure plate 40 has a large number of pressure sensitive diodes 44 formed on the upper surface of a semiconductor chip 42 made of single crystal silicon, etc., and has electrical current corresponding to changes in pressure at the junction. Signals are adapted to be tapped between the common terminal 46 and the individual terminals 48. A large number of pressure-sensitive diodes 44 are formed at regular intervals in a direction that intersects the radial artery 50, whose pulse wave is to be detected, at a substantially right angle when the main body 10 is attached to the wrist 18. artery 50
The width dimension and the interval in the direction substantially perpendicular to the radial artery 50 are such that at least three (about seven in this embodiment) pressure sensitive diodes 44 are located directly above the radial artery 50, that is, directly above the radial artery 50. It is determined that the length is approximately the same as the diameter of the Note that the shape of the pressure sensitive diode 44 and the artery 50
The length dimension in the direction parallel to is set appropriately.

また、押圧板40の下面52であつて上記感圧
ダイオード44に対応する部分には、それぞれ凹
所が形成されてゴムフイラー54が埋設されてい
る。ゴムフイラー54は、感圧ダイオード44に
負荷を与えることなく且つ下面52が平坦となる
ように凹所内に充填されており、動脈50の直上
部およびその近傍の体表面14はこの押圧板40
の下面52によつて平坦に押圧されるとともに、
橈骨動脈50から発生する動脈の圧力振動はゴム
フイラー54を介して感圧ダイオード44に伝達
される。凹所が形成された部分の半導体チツプ4
2の肉厚は、例えば15μm程度と極めて薄く、ゴ
ムフイラー54に圧力振動が伝達されることによ
り感圧ダイオード44の接合部には圧力変動が生
じ、これにより、その感圧ダイオード44からは
その圧力変動に対応する電気信号が脈波信号SM
として出力される。本実施例では、この感圧ダイ
オード44が圧力センサに相当する。
Furthermore, in the lower surface 52 of the press plate 40, in the portions corresponding to the pressure sensitive diodes 44, recesses are formed and rubber fillers 54 are embedded. The rubber filler 54 is filled in the recess so as not to apply a load to the pressure-sensitive diode 44 and to make the lower surface 52 flat, and the body surface 14 directly above the artery 50 and in the vicinity
is pressed flat by the lower surface 52 of the
Arterial pressure vibrations generated from the radial artery 50 are transmitted to the pressure sensitive diode 44 via the rubber filler 54. Semiconductor chip 4 in the part where the recess is formed
The wall thickness of the pressure sensitive diode 44 is extremely thin, for example, about 15 μm, and as pressure vibrations are transmitted to the rubber filler 54, pressure fluctuations occur at the joint of the pressure sensitive diode 44, and as a result, the pressure is released from the pressure sensitive diode 44. The electrical signal corresponding to fluctuations is the pulse wave signal SM
is output as In this embodiment, this pressure sensitive diode 44 corresponds to a pressure sensor.

上記押圧板40は、前記側壁部材36の内側に
配設された容器形状を成す絶縁材料製の保持部材
56の下端開口部に固定され、半導体チツプ42
からの電気的な漏洩が防止されるようになつてい
る。また、保持部材56と押圧板40とによつて
囲まれた空室58はゴム管60を介して大気に開
放されており、空室58内の圧力が体温等に起因
して変動することにより、感圧ダイオード44か
ら出力される脈波信号SMが変化することを防止
している。
The pressing plate 40 is fixed to the lower end opening of a container-shaped holding member 56 made of an insulating material, which is disposed inside the side wall member 36, and holds the semiconductor chip 42.
This is designed to prevent electrical leakage from the Further, a cavity 58 surrounded by the holding member 56 and the pressing plate 40 is open to the atmosphere via a rubber tube 60, and the pressure inside the cavity 58 fluctuates due to body temperature or the like. , the pulse wave signal SM output from the pressure sensitive diode 44 is prevented from changing.

そして、上記感圧ダイオード44から出力され
た脈波信号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イル
タ等を経て制御装置62に供給される。この制御
装置62はマイクロコンピユータ等にて構成され
ており、供給された脈波信号SMに基づいて動脈
50の脈波を検出し、表示・記録装置64に表示
信号SSを出力してその脈波を表示・記録させる
とともに、前記調圧弁32に駆動信号SDを出力
して圧力室28内に供給される圧力流体の圧力値
を制御する。第3図は、かかる制御装置62によ
る信号処理ロジツクの一例を示すフローチヤート
であり、以下、このフローチヤートに従つて本実
施例の作動を説明する。
The pulse wave signal SM output from the pressure-sensitive diode 44 is supplied to the control device 62 through an amplifier (not shown), a bandpass filter that extracts only the frequency component of the pulse wave, and the like. This control device 62 is composed of a microcomputer, etc., and detects the pulse wave of the artery 50 based on the supplied pulse wave signal SM, outputs a display signal SS to the display/recording device 64, and displays the pulse wave. is displayed and recorded, and a drive signal SD is output to the pressure regulating valve 32 to control the pressure value of the pressure fluid supplied into the pressure chamber 28. FIG. 3 is a flowchart showing an example of signal processing logic by the control device 62, and the operation of this embodiment will be explained below in accordance with this flowchart.

先ず、押圧部材26の押圧板40が橈骨動脈5
0の直上部を覆うように本体10がバンド16に
よつて手首18に取り付けられた状態において、
図示しない起動スイツチが操作されるとステツプ
S1が実行され、駆動信号SDが出力されることに
より圧力室28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26は
本体10に対して相対的に体表面14に向かう方
向へ移動させられ、押圧板40の下面52がその
体表面14に押圧される。そして、このように下
面52が体表面14に押圧されると、動脈50か
ら発生する脈波の圧力振動が感圧ダイオード44
に伝達され、その圧力振動に対応する脈波信号
SMが出力されるようになる。上記一定圧は、脈
波の圧力振動が感圧ダイオード44によつて検出
され得る大きさに設定されている。
First, the pressing plate 40 of the pressing member 26 is pressed against the radial artery 5.
In a state where the main body 10 is attached to the wrist 18 by the band 16 so as to cover the right upper part of the wristband 0,
When the start switch (not shown) is operated, the step
When S1 is executed and the drive signal SD is output, pressure fluid at a predetermined constant pressure is supplied into the pressure chamber 28. As a result, the pressing member 26 is moved in the direction toward the body surface 14 relative to the main body 10, and the lower surface 52 of the pressing plate 40 is pressed against the body surface 14. When the lower surface 52 is pressed against the body surface 14 in this way, the pressure vibration of the pulse wave generated from the artery 50 is transmitted to the pressure sensitive diode 44.
The pulse wave signal corresponding to the pressure vibration is transmitted to
SM will now be output. The above-mentioned constant pressure is set to a level at which the pressure vibration of the pulse wave can be detected by the pressure sensitive diode 44.

続いてステツプS2が実行され、動脈50と略
直角に交差する方向に配列された多数の感圧ダイ
オード44から同時に出力された各々の脈波信号
SMの振幅Aがそれぞれ求められるとともに、ス
テツプS3においては、求められた振幅Aのうち
その値が最も大きい最大振幅maxAが決定され
る。次いで、ステツプS4において、その最大振
幅maxAに予め定められた係数k1(1>k>0)
を掛算することにより基準値Asが算出され、ス
テツプS5では振幅Aがその基準値Asよりも大き
い脈波信号SM(A)が選択される。そして、続くス
テツプS6においては、上記ステツプS5において
選択された脈波信号SM(A)の最大ピーク値P、す
なわち心臓収縮期における動脈50内の血圧値に
対応する脈波信号SM(A)の信号強度がそれぞれ検
出され、動脈50と交差する方向における最大ピ
ーク値Pの変化傾向が2つの極大部を有するか否
かが次のステツプS7において判断される。
Subsequently, step S2 is executed, and each pulse wave signal output simultaneously from a large number of pressure-sensitive diodes 44 arranged in a direction substantially perpendicular to the artery 50 is
The amplitude A of each SM is determined, and in step S3, the maximum amplitude maxA having the largest value among the determined amplitudes A is determined. Next, in step S4, a predetermined coefficient k 1 (1>k>0) is applied to the maximum amplitude maxA.
A reference value A s is calculated by multiplying , and in step S5, a pulse wave signal SM (A) whose amplitude A is larger than the reference value A s is selected. Then, in the following step S6, the maximum peak value P of the pulse wave signal SM (A) selected in the step S5, that is, the pulse wave signal SM (A) corresponding to the blood pressure value in the artery 50 during the cardiac systole. The signal intensities are respectively detected, and it is determined in the next step S7 whether the change tendency of the maximum peak value P in the direction intersecting the artery 50 has two local maxima.

ここで、上記ステツプS2〜S5は、動脈50の
直上部付近に位置させられた感圧ダイオード44
から出力された脈波信号を選択するためのもので
ある。すなわち、動脈50と直角な方向における
各脈波信号SMの振幅Aは、第4図に示されてい
るように動脈50の直上部では他の部分に比較し
て大きく、動脈50が略扁平となるように前記押
圧部材26が体表面14に押圧されている場合に
は、第4図において(c)で示されているように、動
脈50の直上部付近に位置させられる9個の感圧
ダイオード44から出力された脈波信号SMが信
号SM(A)として選択される。前記基準値Asを算出
するための係数k1は、このように動脈50の直上
部付近に位置する感圧ダイオード44から出力さ
れた脈波信号SMが信号SM(A)として選択される
ように設定されている。
Here, the steps S2 to S5 are performed using a pressure sensitive diode 44 located near the immediate upper part of the artery 50.
This is for selecting the pulse wave signal output from. That is, as shown in FIG. 4, the amplitude A of each pulse wave signal SM in the direction perpendicular to the artery 50 is larger directly above the artery 50 than in other parts, indicating that the artery 50 is approximately flat. When the pressing member 26 is pressed against the body surface 14 as shown in FIG. Pulse wave signal SM output from diode 44 is selected as signal SM (A) . The coefficient k 1 for calculating the reference value A s is set such that the pulse wave signal SM output from the pressure-sensitive diode 44 located near the immediate upper part of the artery 50 is selected as the signal SM (A). is set to .

そして、このようにして選択された各脈波信号
SM(A)の最大ピーク値Pの動脈50と交差する方
向におけるグラフは、第5図の(c)に示されている
ように直上部の略中央で局部的に小さくなり、直
上部の両端部付近にそれぞれ極大部を有する傾向
を示し、前記ステツプS7の判断はYESとなる。
これは、動脈50が略扁平とされていると、その
直上部の中央付近における動脈50の管壁は押圧
部材40と略平行であるため、その管壁に対して
直角な方向の脈波の圧力振動に対して管壁の張力
が影響することは殆どないのに対し、動脈50の
管壁が湾曲させられている両端部付近では管壁の
張力の影響で感圧ダイオード44に加えられる圧
力が全体的に高くなつてしまうからである。
And each pulse wave signal selected in this way
The graph of the maximum peak value P of SM (A) in the direction intersecting the artery 50 is as shown in FIG. There is a tendency to have local maximum portions near the respective portions, and the determination in step S7 is YES.
This is because when the artery 50 is approximately flat, the wall of the artery 50 near the center directly above it is approximately parallel to the pressing member 40, so the pulse wave in the direction perpendicular to the wall of the artery is approximately parallel to the pressing member 40. The tension of the tube wall has almost no effect on pressure vibrations, whereas the pressure applied to the pressure-sensitive diode 44 near both ends of the artery 50 where the tube wall is curved is due to the tension of the tube wall. This is because the overall cost becomes high.

しかし、圧力室28内に供給される圧力流体の
圧力値が比較的小さいこの段階においては、押圧
部材26を体表面14に押圧する押圧力が弱いた
め動脈50は未だ扁平となつておらず、動脈50
と直角な方向における各脈波信号SMの振幅A
は、第4図の(a)で示されているように直上部の中
央付近において比較的大きくなるだけである。こ
のため、ステツプS5においては、その中央付近
の1〜数個の脈波信号SMが信号SM(A)として選
択される。また、このようにして選択された脈波
信号SM(A)の最大ピーク値Pのグラフは、第5図
の(a)に示されているように、動脈50が未だ扁平
となつていないところから中央付近に1つの極大
部を有するのみである。したがつて、ステツプ
S7の判断はNOとなり、続いてステツプS8が実行
される。
However, at this stage when the pressure value of the pressure fluid supplied into the pressure chamber 28 is relatively small, the pressing force for pressing the pressing member 26 against the body surface 14 is weak, so the artery 50 has not yet become flat. artery 50
The amplitude A of each pulse wave signal SM in the direction perpendicular to
As shown in FIG. 4(a), it only becomes relatively large near the center of the upper part. Therefore, in step S5, one to several pulse wave signals SM near the center are selected as the signal SM (A) . Furthermore, the graph of the maximum peak value P of the pulse wave signal SM (A) selected in this way is shown in FIG. 5(a), where the artery 50 has not yet become flat. There is only one local maximum near the center. Therefore, the steps
The determination at S7 is NO, and step S8 is then executed.

ステツプS8においては、前記調圧弁32に駆
動信号SDが出力されることにより、圧力室28
内に供給される圧力流体の圧力値が予め定められ
た一定圧だけ上昇させられる。その後、前記ステ
ツプS2以下が繰り返され、多数の感圧ダイオー
ド44から新たに出力された脈波信号SMに基づ
いて基準値Asが求められるとともに、その基準
値As以上の脈波信号SM(A)が選択され、その最大
ピーク値Pのグラフが2つの極大を有するか否か
が判断される。ステツプS8において圧力室28
内に供給される圧力流体の圧力値が上昇させられ
るのに伴つて、押圧部材26を体表面14に押圧
する押圧力も高められるため、かかるステツプ
S8が繰り返されることにより動脈50は次第に
変形させられ、各脈波信号SMの振幅Aのグラフ
は、第4図において(b)で示されるように変化す
る。また、ステツプS5において選択された脈波
信号SM(A)の最大ピーク値Pのグラフも第5図に
おいて(b)で示されるように変化する。そして、こ
の最大ピーク値Pのグラフが第5図の(c)で示され
るように2つの極大部を有するようになると、前
記ステツプS7の判断はYESとなり、次にステツ
プS9が実行される。
In step S8, the drive signal SD is output to the pressure regulating valve 32, so that the pressure chamber 28
The pressure value of the pressure fluid supplied within is increased by a predetermined constant pressure. Thereafter, steps S2 and subsequent steps are repeated, and the reference value A s is determined based on the pulse wave signals SM newly output from the multiple pressure - sensitive diodes 44, and the pulse wave signal SM ( A) is selected, and it is determined whether the graph of its maximum peak value P has two local maxima. In step S8, the pressure chamber 28
As the pressure value of the pressure fluid supplied into the body is increased, the pressing force for pressing the pressing member 26 against the body surface 14 is also increased.
By repeating S8, the artery 50 is gradually deformed, and the graph of the amplitude A of each pulse wave signal SM changes as shown in (b) in FIG. 4. Further, the graph of the maximum peak value P of the pulse wave signal SM (A) selected in step S5 also changes as shown in (b) in FIG. When the graph of the maximum peak value P has two maximum parts as shown in FIG. 5(c), the determination in step S7 becomes YES, and step S9 is then executed.

ステツプS9においては、極大値maxPおよび極
小値minPが検出される。極大値maxPは前記2
つの極大部における最大ピーク値Pの平均値で、
極小値minPはそれ等2つの極大部の間に存在す
る極小部の最大ピーク値Pであり、次のステツプ
S10においては、その極小値minPが、極大値
maxPに予め定められた係数k2(1>k>0)を
掛算した値よりも小さいか否かが判断される。す
なわち、極大部の間に存在する極小値の大ピーク
値minPがその極大部のピーク値maxPに対して
予め定められた一定の割合以下であるか否かが判
断されるのである。これは、動脈50の直上部の
中央付近に位置する感圧ダイオード44には、動
脈50内の脈波の圧力振動のみが加えられ、動脈
50の管壁の張力の影響が殆どなくなる程度にま
でその動脈50が扁平とされているか否かを判断
するためのもので、係数k2は動脈50の弾性力等
を考慮して経済的に設定される。そして、かかる
ステツプS10の判断がYESとなるまで、前記ステ
ツプS8およびステツプS2以下の実行が繰り返さ
れ、圧力室28内に供給される圧力流体の圧力値
が上昇させられる。本実施例では、制御装置62
による一連の信号処理ロジツクのうち上記ステツ
プS6,S7,S8,S9およびS10を実行する部分、
およびそれによつて制御される調圧弁32が押圧
力調整手段に相当する。
In step S9, the maximum value maxP and the minimum value minP are detected. The local maximum value maxP is the above 2
The average value of the maximum peak values P in the two local maximum parts,
The minimum value minP is the maximum peak value P of the minimum part that exists between those two maximum parts, and is the maximum peak value P of the minimum part between those two maximum parts.
In S10, the minimum value minP is the maximum value
It is determined whether the value is smaller than the value obtained by multiplying maxP by a predetermined coefficient k 2 (1>k>0). That is, it is determined whether the large peak value minP of the local minimum values existing between the local maximum portions is less than a predetermined ratio with respect to the peak value maxP of the local maximum portion. This means that only the pressure vibration of the pulse wave within the artery 50 is applied to the pressure sensitive diode 44 located near the center directly above the artery 50, and the influence of the tension of the wall of the artery 50 is almost eliminated. This is for determining whether the artery 50 is flat or not, and the coefficient k 2 is set economically in consideration of the elastic force of the artery 50 and the like. The steps S8 and S2 are repeated until the determination in step S10 becomes YES, and the pressure value of the pressure fluid supplied into the pressure chamber 28 is increased. In this embodiment, the control device 62
The part that executes the above steps S6, S7, S8, S9 and S10 of the series of signal processing logic by
The pressure regulating valve 32 controlled thereby corresponds to a pressing force regulating means.

上記ステツプS10の判断がYESとなると、次に
ステツプS11が実行され、前記極小値minPを有
する脈波信号SM(A)が脈波信号SM(P)として選択さ
れる。そして、このようにして脈波信号SM(P)
選択されると、以後、この脈波信号SM(P)が連続
的に読み込まれ、ステツプS10において表示信号
SSが出力されることにより、その脈波信号SM(P)
が表す脈波が表示・記録装置64に表示・記録さ
れる。極小の脈波信号SM(P)に基づいて脈波を表
示・記録させるようにしたのは、この脈波信号
SM(P)が表す脈波は、前述のように動脈50の管
壁の張力の影響が殆どなく、動脈50内の実際の
脈波(圧力波)と絶対値において極めて近似して
いるからである。
If the determination in step S10 is YES, then step S11 is executed, and the pulse wave signal SM (A) having the minimum value minP is selected as the pulse wave signal SM (P) . Once the pulse wave signal SM (P) is selected in this way, this pulse wave signal SM (P) is read in continuously from now on, and the display signal is
By outputting SS, the pulse wave signal SM (P)
The pulse wave represented by is displayed and recorded on the display/recording device 64. The pulse wave is displayed and recorded based on the extremely small pulse wave signal SM (P) .
This is because the pulse wave represented by SM (P) is hardly affected by the tension of the wall of the artery 50, as described above, and is extremely similar in absolute value to the actual pulse wave (pressure wave) inside the artery 50. be.

この場合に、被検者の体動等に起因して押圧部
材26と動脈50との位置関係が変化すると、上
記選択された脈波信号SM(P)によつては正しい脈
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前記各ステツプを実行さ
せて、脈波信号SM(P)に変動がないかどうかを監
視させるようにしたり、脈波を検出するための脈
波信号SM(P)を変更したり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、脈波の最大ピーク値Pおよ
び最小ピーク値P′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。
In this case, if the positional relationship between the pressing member 26 and the artery 50 changes due to the subject's body movement, a correct pulse wave may not be obtained depending on the pulse wave signal SM (P) selected above. Therefore, each step is executed every time a certain period of time or a certain number of pulse waves are detected to monitor whether there is any change in the pulse wave signal SM (P) , or to detect the pulse wave. It is desirable to change the pulse wave signal SM (P) for this purpose.
Note that it is also possible to automatically diagnose the cardiac activity state etc. based on the detected pulse wave, or to determine the systolic blood pressure value and diastolic blood pressure value from the maximum peak value P and minimum peak value P' of the pulse wave.

このように、本実施例の脈波検出装置は、動脈
50の直上部付近に位置させられた一群の感圧ダ
イオード44から同時に出力された各々の脈波信
号SMの最大ピーク値Pが、直上部の両端部では
高く中央部では低くなるように、換言すれば動脈
50が略扁平となるように感圧ダイオード44を
体表面14に押圧する押圧力が調整されるため、
被検者の個体差等に拘らず常に最適な押圧力にて
感圧ダイオード44が体表面14に押圧されるよ
うになり、脈波の検出精度が向上するのである。
As described above, the pulse wave detection device of this embodiment is such that the maximum peak value P of each pulse wave signal SM output simultaneously from the group of pressure-sensitive diodes 44 located near directly above the artery 50 is directly Since the pressing force for pressing the pressure sensitive diode 44 against the body surface 14 is adjusted so that it is high at both ends of the upper part and low at the central part, in other words, so that the artery 50 is approximately flat,
The pressure-sensitive diode 44 is always pressed against the body surface 14 with an optimal pressing force regardless of individual differences among subjects, and the accuracy of pulse wave detection is improved.

特に、本実施例では、動脈50の直上部付近に
位置する感圧ダイオード44から出力された脈波
信号SM(A)のうち、その最大ピーク値Pが極小と
なる脈波信号SM(P)に基づいて脈波が検出される
ようになつているため、脈波の絶対的な圧力値に
ついても動脈50内の実際の脈波と極めて近似し
た脈波を得られる利点がある。
In particular, in this embodiment, among the pulse wave signals SM (A) output from the pressure-sensitive diode 44 located near the immediate upper part of the artery 50, the pulse wave signal SM (P) whose maximum peak value P is the minimum is selected. Since the pulse wave is detected based on the pulse wave, there is an advantage that the absolute pressure value of the pulse wave can be very similar to the actual pulse wave inside the artery 50.

以上、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明したが、本考案は他の態様で実施すること
もできる。
Although one embodiment of the present invention has been described above in detail based on the drawings, the present invention can also be implemented in other embodiments.

例えば、前記実施例の押圧力調整手段は、脈波
信号SMの信号強度として最大ピーク値Pが動脈
50と交差する方向において2つの極大部を有す
るように押圧力を制御するようになつているが、
最大ピーク値Pの替わりに最小ピーク値P′、或い
は振動成分を平滑化した信号レベル等を用いるこ
とも可能である。
For example, the pressing force adjusting means of the embodiment is adapted to control the pressing force so that the maximum peak value P as the signal intensity of the pulse wave signal SM has two maximum parts in the direction intersecting the artery 50. but,
Instead of the maximum peak value P, it is also possible to use the minimum peak value P' or a signal level obtained by smoothing the vibration component.

また、前記実施例では振幅Aに基づいて予め動
脈50の直上部付近に位置する感圧ダイオード4
4から出力された脈波信号SM(A)を選択するよう
になつているが、脈波信号SMの最大ピーク値P
は動脈50の直上部付近では他の部分に比較して
高くなるため、振幅Aを考慮することなく最大ピ
ーク値Pの大きさのみに基づいて押圧力を調整す
ることも可能である。なお、圧力振動がない静脈
の脈波を検出する際には、脈波信号SMの平均信
号レベル等に基づいて押圧力を調整することとな
る。
Further, in the above embodiment, based on the amplitude A, the pressure sensitive diode 4 is placed in advance in the vicinity of right above the artery 50.
The pulse wave signal SM (A) output from 4 is selected, but the maximum peak value P of the pulse wave signal SM
is higher near the area directly above the artery 50 than in other parts, so it is also possible to adjust the pressing force based only on the magnitude of the maximum peak value P without considering the amplitude A. Note that when detecting a venous pulse wave without pressure vibration, the pressing force is adjusted based on the average signal level of the pulse wave signal SM, etc.

また、前記実施例では圧力流体を圧力室28内
に供給して感圧ダイオード44を備えた押圧部材
26を体表面14に押圧するようになつている
が、シリンダや電磁アクチユエータ等を利用した
りスプリングを用いたりすることも可能である。
スプリングを用いる場合には、そのばね受けの位
置を変更することにより押圧力を調整することが
できる。
Further, in the embodiment described above, pressure fluid is supplied into the pressure chamber 28 to press the pressing member 26 equipped with the pressure-sensitive diode 44 against the body surface 14, but a cylinder, an electromagnetic actuator, etc. may be used. It is also possible to use a spring.
When using a spring, the pressing force can be adjusted by changing the position of the spring receiver.

また、前記実施例では圧力センサとして感圧ダ
イオード44が用いられているが、半導体歪ゲー
ジや感圧トランジスタなどのよく知られた種々の
手段を使用し得る。更に、2つ若しくは4つの感
圧ダイオードによつて一つの圧力センサを構成
し、ブリツジ回路等により脈波信号を出力させる
ようにすることもできる。
Further, although the pressure sensitive diode 44 is used as the pressure sensor in the above embodiment, various well-known means such as a semiconductor strain gauge or a pressure sensitive transistor may be used. Furthermore, it is also possible to configure one pressure sensor with two or four pressure-sensitive diodes and output a pulse wave signal using a bridge circuit or the like.

また、前記実施例では多数の感圧ダイオード4
4が配置されているが、例えば押圧部材26をア
クチユエータにより動脈50と交差する方向へ強
制的に移動させることができる場合には、比較的
少数、例えば動脈50の直上部付近に位置させら
れる数個の感圧ダイオード44を設けるだけでも
差支えない。
Further, in the above embodiment, a large number of pressure sensitive diodes 4
For example, if the pressing member 26 can be forcibly moved in a direction intersecting the artery 50 by an actuator, a relatively small number, for example, a number positioned near the right upper part of the artery 50, may be used. There is no problem even if only one pressure-sensitive diode 44 is provided.

また、上記感圧ダイオード44は半導体チツプ
42に一列に配置されているが、1/2ピツチずつ
ずらして2列設けるようにすれば、感圧ダイオー
ド44の幅寸法や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
つて更に極め細かな脈波の検出を行うことができ
るようになる。また、同様の考え方に従つて、感
圧ダイオード44を3列以上設けることも可能で
ある。
Further, the pressure-sensitive diodes 44 are arranged in one row on the semiconductor chip 42, but if two rows are provided, shifted by 1/2 pitch, it is possible to increase the width and spacing of the pressure-sensitive diodes 44. On the other hand, if the intervals are kept the same, the resolution will double, making it possible to detect even finer pulse waves. Further, according to the same idea, it is also possible to provide three or more rows of pressure sensitive diodes 44.

また、前記実施例では感圧ダイオード44が動
脈50と略直角に交差する方向に配列されている
が、動脈50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50と直角な方
向における感圧ダイオード44の間隔は狭くなる
ため、上記のように感圧ダイオード44を2列以
上設ける場合と同様な効果が得られる。
Furthermore, in the embodiment described above, the pressure sensitive diodes 44 are arranged in a direction that intersects the artery 50 at a substantially right angle, but they can also be arranged in a direction that intersects the artery 50 obliquely. In that case as well, the spacing between the pressure-sensitive diodes 44 in the direction perpendicular to the artery 50 becomes narrower, so that the same effect as in the case where two or more rows of pressure-sensitive diodes 44 are provided as described above can be obtained.

また、前記実施例ではマイクロコンピユータに
よるソフトウエアによつて押圧力を調整するよう
になつているが、同様な機能を果たすハードロジ
ツク回路にて押圧力を調整することも可能であ
る。
Further, in the embodiment described above, the pressing force is adjusted by software using a microcomputer, but it is also possible to adjust the pressing force by using a hard logic circuit that performs the same function.

また、前記実施例では橈骨動脈50から脈波を
検出する脈波検出装置について説明したが、頸動
脈等の他の動脈或いは静脈から脈波を検出する場
合にも本考案は同様に適用され得る。
Further, in the above embodiment, a pulse wave detection device for detecting pulse waves from the radial artery 50 has been described, but the present invention can be similarly applied to detecting pulse waves from other arteries such as the carotid artery or veins. .

その他一々例示はしないが、本考案はその精神
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。
Although no other examples are given, the present invention can be implemented with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案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。第2図は第1図の
装置に設けられている複数の圧力センサを説明す
るための一部を切り欠いた斜視図である。第3図
は第1図の装置の作動の一例を説明するフローチ
ヤートである。第4図は動脈と直角な方向におけ
る各圧力センサから出力された脈波信号の振幅を
示すグラフで、押圧力が異なる3つの場合を比較
して示したものである。第5図は動脈と直角な方
向における各圧力センサから出力された脈波信号
の最大ピーク値を示すグラフで、押圧力が異なる
3つの場合を比較して示したものである。 10……本体、14……体表面、22……ダイ
ヤフラム、30……圧力流体供給源、32……調
圧弁、44……感圧ダイオード(圧力センサ)、
50……橈骨動脈(血管)、62……制御装置、
ステツプS6〜S10……押圧力調整手段。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the main parts of a pulse wave detection device which is an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially cutaway perspective view for explaining a plurality of pressure sensors provided in the apparatus of FIG. 1. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the operation of the apparatus shown in FIG. FIG. 4 is a graph showing the amplitude of the pulse wave signal output from each pressure sensor in the direction perpendicular to the artery, comparing three cases with different pressing forces. FIG. 5 is a graph showing the maximum peak value of the pulse wave signal output from each pressure sensor in the direction perpendicular to the artery, and shows a comparison of three cases with different pressing forces. 10... Body, 14... Body surface, 22... Diaphragm, 30... Pressure fluid supply source, 32... Pressure regulating valve, 44... Pressure sensitive diode (pressure sensor),
50... radial artery (blood vessel), 62... control device,
Steps S6 to S10...pressing force adjustment means.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (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つて、 前記人体の体表面上において前記血管と交差
する方向に配列され、該体表面に押圧されるこ
とにより前記血管から発生する脈波に対応する
脈波信号をそれぞれ出力する複数の圧力センサ
と、 該圧力センサを前記体表面に押圧する押圧手
段と、 該押圧手段による押圧力を、前記複数の圧力
センサのうち前記血管の直上部に位置させられ
た1群の圧力センサから同時に出力された各々
の脈波信号の信号強度が、該直上部の両端部で
は高く中央部では低くなるように調整する押圧
力調整手段と を有することを特徴とする脈波検出装置。 (2) 前記押圧力調整手段は、前記複数の圧力セン
サから同時に出力された脈波信号の各々のピー
ク値を求め、該ピーク値の前記血管と交差する
方向における変化傾向が2つの極大部を有する
とともに、該極大部の間に存在する極小部のピ
ーク値が該極大部のピーク値に対して予め定め
られた一定の割合以下となるように前記押圧力
を調整するものである実用新案登録請求の範囲
第1項に記載の脈波検出装置。
[Utility Model Registration Claims] (1) A device for detecting pulse waves generated from blood vessels within a human body when pressed against the body surface of the human body, comprising: a plurality of pressure sensors arranged on the body surface of the human body in a direction intersecting the blood vessels, each of which outputs a pulse wave signal corresponding to a pulse wave generated from the blood vessels when pressed against the body surface; pressing means for pressing the pressure sensors against the body surface; and pressing force adjustment means for adjusting the pressing force by the pressing means so that the signal strength of each pulse wave signal output simultaneously from a group of pressure sensors among the plurality of pressure sensors located immediately above the blood vessel is high at both ends of the immediately above the blood vessel and low in a central portion. (2) The pulse wave detection device described in claim 1 of the utility model registration, wherein the pressure adjustment means determines the peak values of each of the pulse wave signals output simultaneously from the multiple pressure sensors, and adjusts the pressure so that the trend of change in the peak value in a direction intersecting the blood vessel has two maximum parts and the peak value of the minimum part existing between the maximum parts is equal to or less than a predetermined constant percentage of the peak value of the maximum part.
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