JPH0520709U

JPH0520709U - 脈波検出装置

Info

Publication number: JPH0520709U
Application number: JP7952791U
Authority: JP
Inventors: 紀夫河村
Original assignee: コーリン電子株式会社
Priority date: 1991-09-03
Filing date: 1991-09-03
Publication date: 1993-03-19
Anticipated expiration: 2006-09-03
Also published as: JP2543484Y2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】押圧部材が揺動可能であって、構造が簡単且
つ小型である脈波検出装置を提供する。【構成】ハウジング３０の底壁と押圧部材３２との間
に配設された一対の膨張可能な流体嚢３４_Lおよび３４
_Rによって、ハウジング３０の底壁と押圧部材３２との
間が全体的および局部的に離間させられることにより、
押圧部材３２の押圧面３３が生体の皮膚に押圧されると
ともに揺動させられる。また、橈骨動脈２６が押圧面３
３における圧力検出素子３６の配列範囲の中央部に位置
するように押圧部材３２の揺動角度位置が変更させられ
る。したがって、流体嚢３４_Lおよび３４_Rが押圧部材
３２を皮膚に押圧する押圧手段としての機能と押圧部材
３２を揺動可能に支持し且つ揺動させる揺動支持手段お
よび揺動駆動手段としての機能とを兼ね備えることにな
り、脈波検出装置が簡単に構成されるとともに大幅に小
型となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、皮膚下の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し、特に、押圧に関連する動脈の逃げを防止する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

生体の皮膚上に装着されるハウジングと、その皮膚に押圧される押圧面とその押圧面において一方向に配列された複数個の圧力検出素子とを有して前記ハウジング内に設けられる押圧部材とを備え、その押圧部材を前記皮膚に向かって押圧することにより皮膚下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。このような脈波検出装置は、動脈内血圧、動脈硬化度のような循環器の情報を得るために橈骨動脈などの圧脈波を検出する際に用いられる。しかし、たとえば血圧値モニタに際しては押圧部材の押圧面で動脈をその壁の一部が平坦となるまで押圧することが必要とされるが、動脈は皮膚内において容易に移動するため、体動などが発生することにより押圧部材の押圧面における圧力検出素子の配列範囲内から動脈がずれる場合があった。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】

これに対し、特開平１−２０９０４５号公報に記載されているように、押圧部材を揺動可能に支持するとともに、その押圧部材の揺動角度を変更するための駆動手段を設け、押圧部材の押圧面における圧力検出素子の配列範囲内に動脈が位置するように押圧部材を傾けるようにした脈波検出装置が提案されている。しかしながら、かかる従来の脈波検出装置は、押圧部材を皮膚に向かって押圧するための押圧手段に加えて、押圧部材を揺動可能に支持する支持手段やその押圧部材の揺動角度位置を変更するための駆動手段が必要となるため、構造が複雑となって信頼性および耐久性に欠けるだけでなく、それらを収容するハウジングが大型となるために測定時の取り扱いが困難となる傾向にあった。本発明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、押圧部材が揺動可能であって、構造が簡単且つ小型である脈波検出装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するための本考案の要旨とするところは、生体の皮膚上に装着されるハウジングと、その皮膚に押圧される押圧面とその押圧面において一方向に配列された複数個の圧力検出素子とを有して前記ハウジング内に設けられる押圧部材とを備え、その押圧部材を前記皮膚に向かって押圧することにより前記皮膚下の動脈から発生する圧脈波を検出する脈波検出装置であって、(a) 前記ハウジングの底壁と前記押圧部材との間に設けられた複数個の膨張可能な流体嚢と、(b) その複数個の流体嚢内の圧力を調節してハウジングの底壁と前記押圧部材との間を全体的および局部的に離間させることにより、前記押圧部材の押圧面を前記皮膚に押圧させるとともに揺動角度を変化させる揺動駆動装置と、(c) 圧力検出素子からの信号に基づいて、動脈が前記押圧面における圧力検出素子の配列範囲の中央部に位置するように前記揺動駆動装置に前記押圧部材の揺動角度位置を調節させる揺動制御手段とを、含むことにある。

【０００５】

【作用】

このようにすれば、揺動駆動装置がハウジングの底壁と前記押圧部材との間に配設された複数個の膨張可能な流体嚢内の圧力を調節して、ハウジングの底壁と前記押圧部材との間が全体的および局部的に離間させられることにより、押圧部材の押圧面が前記皮膚に押圧されるとともに揺動させられる。そして、揺動制御手段により、圧力検出素子からの信号に基づいて、動脈が押圧面における圧力検出素子の配列範囲の中央部に位置するように押圧部材の揺動角度位置が変更させられる。

【０００６】

【考案の効果】

したがって、流体嚢が押圧部材を皮膚に押圧する押圧手段としての機能と押圧部材を揺動可能に支持し且つ揺動させる揺動支持手段および揺動駆動手段としての機能とを兼ね備えることになり、脈波検出装置が簡単に構成されるとともに大幅に小型となる。

【０００７】

【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。図１において、脈波検出器１０は、ピン１１により回動可能に連結された第１ケーシング１２および第２ケージング１４と、第１ハウジング１２内に収容された脈波センサ１６と、その脈波センサ１６と螺合し、第２ハウジング１４内に設けられた図示しないモータにより回転駆動されるねじ軸１８とを備え、脈波センサ１６を所定の範囲で移動可能に保持している。上記第１ハウジング１２および第２ハウジング１４は、手首２０に巻回され且つファスナ２２により端部が着脱可能に連結されるバンド２４により、その脈波センサ１６が橈骨動脈２６の真上に位置するように装着される。

【０００８】図２に示すように、上記脈波センサ１６は、有底筒状のハウジング３０と、そのハウジング３０内に収容された押圧部材３２と、ハウジング３０の底壁と押圧部材３２との間に設けられた複数個（本実施例では２個）の流体嚢３４_Rおよび３４_Lとを備えている。また、上記押圧部材３２の押圧面３３には、たとえば図３に示すように、圧力検出素子３６が一方向、すなわちねじ軸１８と平行な方向に配列されている。それら圧力検出素子３６は、半導体基板の上に、半導体集積技術を用いて作成されたものであって、たとえば０．２mm間隔で配置される。

【０００９】図２において、流体嚢３４_Rおよび３４_Lは、ゴム膜或いは可撓性プラスチック膜により構成された袋であって、平面視では矩形であり、ハウジング３０の中心部において一部が互いに重ねられている。したがって、それら流体嚢３４_Rおよび３４_Lが相互の圧力差、すなわち容積差が生じないように膨張させられる場合には、押圧面がハウジング３０の底壁と平行な状態で押圧部材３２が突き出されるが、相互の圧力差、すなわち容積差が生じるように調圧されることにより押圧部材３２の揺動位置、即ち押圧面の傾斜角度が変化させられる。

【００１０】上記圧力検出素子３６は、押圧部材３２の押圧面３３に発生し或いは押圧面３３に伝播する圧力をそれぞれ検出し、その圧力を表す圧力信号は図示しない前置増幅器、マルチプレクサ４０、およびＡ／Ｄ変換器４２を経てマイクロコンピュータ４４のＣＰＵ４６へ供給される。図４は、上記圧力検出素子３６により検出された圧力分布、すなわちトノグラムを示しており、その圧力分布曲線の最大値が橈骨動脈２６の中心位置に対応している。図４の圧力分布曲線は、脈搏に同期して上下するとともに、その振幅は、橈骨動脈２６の中心位置ほど大きい。

【００１１】上記マイクロコンピュータ４４は、ＣＰＵ４６、ＲＯＭ４８、ＲＡＭ５０、出力インターフェイス回路５２などを備えており、ＲＡＭ５０の一時記憶機能を利用しつつ、予めＲＯＭ４８に記憶されてプログラムに従って入力信号を処理し、出力インターフェイス回路５２、Ｄ／Ａ変換器５４_Rおよび５４_Lを介して調圧弁５８_Rおよび５８_Lを駆動する。それら調圧弁５８_Rおよび５８_Lは、空気ポンプ、ガスボンベ、或いは液圧ポンプなどの圧力源６０から圧送される圧縮性或いは非圧縮性流体の圧力をマイクロコンピュータ４４からの指令信号に従って調圧し、前記流体嚢３４_Rおよび３４_L内へ供給する。また、マイクロコンピュータ４４は、連続測定した血圧値を表示器５６に表示させる。

【００１２】以下、上記マイクロコンピュータ４４による制御作動の要部を図５および図６のフローチャートに従って説明する。図５は、橈骨動脈２６が押圧面３３における圧力検出素子３６の配列範囲に位置するように押圧部材３２の揺動角度を自動的に修正するために割り込みにより或いは並列的に実行される揺動位置制御ルーチンであり、図６は、圧力検出素子３６からの圧力信号に基づいて橈骨動脈２６内の動脈圧或いは動脈圧波形をモニタするためのモニタルーチンである。

【００１３】図５のステップＳＷ１では、圧力検出素子３６からそれぞれ出力された圧力信号が読み込まれるとともに、それらの圧力信号のうちの最も大きいものを出力した圧力検出素子Ｅ_maxが決定される。続くステップＳＷ２およびＳＷ３では、圧力検出素子Ｅ_maxに基づいて前記トノグラムのピークが予め定められた最適範囲内に位置するか否かが判断される。たとえば、上記圧力検出素子３６が図４に示すように一方向に配列された１５個の圧力検出素子Ｅ₁乃至Ｅ₁₅から構成され、上記最適範囲ＲがたとえばＥ₆からＥ₁₀までの範囲であるとすると、最大圧力信号を出力する圧力検出素子Ｅ_maxが文字列Ｅ₁乃至Ｅ₁₅においてＥ₆以上でありかつＥ₁₀以下であるか否かが判断されるのである。すなわち、上記１５個の圧力検出素子Ｅ₁乃至Ｅ₁₅が図１、図２、図４において左から右へ向かって配列されていたとすると、上記圧力検出素子Ｅ_maxが最適範囲Ｒの左端を示すＥ₆と同じ位置またはそれよりも右側であり且つ最適範囲Ｒの右端を示すＥ₁₀と同じ位置またはそれよりも左側であるか否かが判断されるのである。

【００１４】上記ステップＳＷ２およびＳＷ３の判断がいずれも否定された場合には、ステップＳＷ４において流体嚢３４_R内の圧力Ｐ_Rと流体嚢３４_L内の圧力Ｐ_Lとの差圧ΔＰ（＝Ｐ_L−Ｐ_R）はそのままの値とされ、ステップＳＷ５においてその差圧ΔＰを得るための指令信号が出力される。しかし、上記ステップＳＷ２の判断が肯定された場合には、橈骨動脈２６が前記最適範囲Ｒの左端を示すＥ₆よりも左側に位置するので、ステップＳＷ６において上記差圧ΔＰに所定の変化値α が加算されることにより差圧ΔＰが大きくされる。このように大きくされた差圧 ΔＰを得るための指令信号がステップＳＷ５において出力されると、前記押圧部材３２は、図１、図２において左端が突き出される方向に揺動させられるので、橈骨動脈２６は上記最適範囲Ｒの中央Ｅ₈に接近させられる。

【００１５】反対に、ステップＳＷ３の判断が肯定された場合には、橈骨動脈２６が前記最適範囲Ｒの右端を示すＥ₁₀よりも右側に位置するので、ステップＳＷ７において上記差圧ΔＰに所定の変化値αが減算されることにより差圧ΔＰが小さくされる。このように小さくされた差圧ΔＰを得るための指令信号がステップＳＷ５において出力されると、前記押圧部材３２は、図１、図２において右端が突き出される方向に揺動させられるので、橈骨動脈２６は上記最適範囲Ｒの中央Ｅ₈に接近させられる。そして、上記図５の揺動位置制御ルーチンが繰り返し実行されることにより、橈骨動脈２６が上記最適範囲Ｒ内に位置させられるのである。

【００１６】上記図５の揺動位置制御ルーチンが繰り返し実行されつつ、図６のモニタルーチンが実行される。

【００１７】図６のステップＳＭ１では、流体嚢３４_R内の圧力Ｐ_Rと流体嚢３４_L内の圧力Ｐ_Lが共に高められることにより押圧部材３２が皮膚の上から橈骨動脈２６に向かって押圧される。続くステップＳＭ２では、その押圧過程で圧力検出素子３６から得らえた圧力信号に基づいて脈波センサ１６の位置が適切であるか否かが判断される。たとえば、前記揺動位置制御ルーチンによる押圧部材の揺動角度位置の自動調節に拘わらず図４のトノグラムの全体または前記最適範囲Ｒ内においてピークが得られないなどに基づいて判断される。このステップＳＭ２の判断が否定された場合には、ステップＳＭ３において、押圧部材３２による押圧が解かれるとともに、脈波センサ１６がねじ軸１８により橈骨動脈２６側に向かって送られることにより、位置変更される。

【００１８】しかし、上記ステップＳＭ２の判断が肯定された場合には、ステップＳＭ４において上記押圧過程で圧力検出素子３６から得らえた圧力信号に基づいて最適押圧力ＨＤＰが決定される。この最適押圧力ＨＤＰの決定は、たとえば特開平２− １０９５４０号公報に開示されたものと同様である。次いで、ステップＳＭ５では、上記ステップＳＭ４において決定された最適押圧力ＨＤＰで押圧部材３２が押圧されるように流体嚢３４_R内の圧力Ｐ_Rと流体嚢３４_L内の圧力Ｐ_Lが共に調節される。

【００１９】上記最適押圧力ＨＤＰは、橈骨動脈２６の血管壁のうち、押圧面３３側の一部が平坦となる状態を発生させる圧力であり、この状態では、血管壁の張力の影響が解消されて橈骨動脈２６内の圧力とその真上に位置する圧力検出素子により検出される圧力とは等しくなると考えられる。したがって、ステップＳＭ６では、橈骨動脈２６の真上に位置する圧力検出素子（たとえば前記圧力検出素子Ｅ_max ）からの圧力信号に基づいて血圧値を決定し、ステップＳＭ７においてその値を表示器５６に表示させる。すなわち、上記橈骨動脈２６の真上に位置する圧力検出素子から出力される圧力信号は、心拍に同期して脈動する脈波であり、その脈波の上ピーク値を最高血圧値として決定し、下ピーク値を最低血圧値として決定するのである。また、このときに得られる脈波は、その波形から循環器の状態を診断するために表示器５６に波形表示される。

【００２０】そして、ステップＳＭ８においては図示しない終了スイッチが操作されたか否かが判断され、この判断が肯定された場合には本ルーチンが終了させられるが、否定された場合には、ステップＳ９においてトノグラムのピークが前記最適範囲Ｒ内にあるか否かが判断される。このステップＳ９の判断が肯定された場合には、前記ステップＳＭ５以下が再び実行されて連続的に血圧値がモニタされる。しかし、ステップＳＭ９の判断が否定された場合には、前記ステップＳＭ１以下が再び実行され、脈波センサ１６が再び位置決めされてから血圧値がモニタされる。

【００２１】上述のように、本実施例によれば、揺動駆動装置として機能する調圧弁５８_L および５８_Rがハウジング３０の底壁と押圧部材３２との間に配設された一対の膨張可能な流体嚢３４_Lおよび３４_R内の圧力を調節して、ハウジング３０の底壁と押圧部材３２との間が全体的および局部的に離間させられることにより、押圧部材３２の押圧面３３が生体の皮膚に押圧されるとともに揺動させられる。そして、揺動制御手段として機能するマイクロコンピュータ４４により、圧力検出素子３６からの圧力信号に基づいて、橈骨動脈２６が押圧面３３における圧力検出素子３６の配列範囲の中央部に位置するように押圧部材３２の揺動角度位置が変更させられる。したがって、流体嚢３４_Lおよび３４_Rが押圧部材３２を皮膚に押圧する押圧手段としての機能と押圧部材３２を揺動可能に支持し且つ揺動させる揺動支持手段および揺動駆動手段としての機能とを兼ね備えることになり、脈波検出装置が簡単に構成されるとともに大幅に小型となる。

【００２２】以上、本考案の一実施例を図面に基づいて説明したが、本考案はその他の態様においても適用される。

【００２３】たとえば、前述の実施例において、ハウジング３０の底壁と押圧部材３２との間には一対の流体嚢３４_Lおよび３４_Rが配設されていたが、３個或いは２対の流体嚢が配設されていてもよい。このようにすれば、押圧部材３２の揺動方向が、圧力検出素子３６の配列方向だけでなく、その方向と直角な方向においても揺動角度位置が制御可能となる。

【００２４】また、前述の実施例の脈波検出器１０は、橈骨動脈２６の血圧値をモニタするために手首２０に装着される形式であったが、たとえば足背動脈の血圧値をモニタするために足に装着される形式であっても差支えない。

【００２５】また、前述の実施例の脈波検出器１０は、脈波センサ１６を動脈と交差する方向において所定の範囲で移動可能に保持していたが、固定されていても差支えない。

【００２６】また、押圧部材３２の押圧面３３に配置される圧力検出素子３６の数は必要に応じて適宜変更され得る。

【００２７】なお、上述したのはあくまでも本考案の一実施例であり、本考案はその主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】本考案の一実施例の構成を説明する一部を切り
欠いた正面図である。

【図２】図１の実施例の電気的構成を説明するブロック
線図である。

【図３】図１の実施例の脈波センサの底面図である。

【図４】図１の実施例の圧力検出素子から得られた圧力
信号により形成されるトノグラムを示す図である。

【図５】図２のマイクロコンピュータの制御作動のう
ち、揺動位置制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図６】図２のマイクロコンピュータの制御作動のう
ち、モニタルーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

２６橈骨動脈３０ハウジング３２押圧部材３４_L，３４_R 流体嚢３６圧力検出素子４４マイクロコンピュータ（揺動制御手段）５８_L，５８_R 調圧弁（揺動駆動装置）

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】生体の皮膚上に装着されるハウジング
と、該皮膚に押圧される押圧面と該押圧面において一方
向に配列された複数個の圧力検出素子とを有して前記ハ
ウジング内に設けられる押圧部材とを備え、該押圧部材
を前記皮膚に向かって押圧することにより前記皮膚下の
動脈から発生する圧脈波を検出する脈波検出装置であっ
て、前記ハウジングの底壁と前記押圧部材との間に設けられ
た複数個の膨張可能な流体嚢と、該複数個の流体嚢内の圧力を調節して前記ハウジングの
底壁と前記押圧部材との間を全体的および局部的に離間
させることにより、前記押圧部材の押圧面を前記皮膚に
押圧させるとともに揺動角度を変化させる揺動駆動装置
と、前記圧力検出素子からの信号に基づいて、前記動脈が前
記押圧面における該圧力検出素子の配列範囲の中央部に
位置するように前記揺動駆動装置に前記押圧部材の揺動
角度位置を調節させる揺動制御手段とを、含むことを特
徴とする脈波検出装置。