JPH0684Y2 - 脈波検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は脈波検出装置に関し、特に、生体に体動が生じ
たか否かを検出し得る脈波検出装置に関するものであ
る。

従来の技術 複数の感圧素子が配列された押圧面を有し、生体の表面
の動脈上にその感圧素子の配列方向が動脈と交差するよ
うに押圧される脈波センサを備え、その感圧素子から出
力される脈波信号に基づいて動脈から発生する脈波を検
出する形式の脈波検出装置が知られている。そして、斯
かる脈波検出装置においては、各感圧素子においてそれ
ぞれ検出された脈波の振幅の感圧素子配列方向における
分布状態の変化に基づいて、すなわち、最大振幅の脈波
を検出した感圧素子が感圧素子配列方向の略中央部に位
置するか否か等に基づいて、生体の体動、より正確には
生体および脈波センサの動脈と交差する方向の相対的な
動きを検出することが考えられている。

考案が解決しようとする課題 しかしながら、上記最大振幅の脈波を検出した感圧素子
が配列方向の略中央部に位置していても前記生体の体動
に起因して前記分布状態が比較的大きく変化する場合が
あり、このような場合には、生体の体動を確実に検出し
得ないという問題があった。

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、生体の体動を一層確実に
検出し得る脈波検出装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 斯かる目的を達成するために、本考案は、上記のような
形式の脈波検出装置であって、第１図のクレーム対応図
に示すように、（ａ）複数の感圧素子によりそれぞれ検
出された脈波の振幅を逐次決定する振幅決定手段と、
（ｂ）複数の感圧素子により検出された動脈の振幅と所
定時間前に検出された脈波の振幅との振幅差を感圧素子
毎に算出する振幅差算出手段と、（ｃ）その振幅差算出
手段により算出された振幅差が、全感圧素子のうち予め
定められた一定数以上の感圧素子について全て正である
か或いは全て負であるときには生体に体動が生じていな
いと判断するが、それ以外のときには生体に体動が生じ
たと判断する体動判断手段とを含むことを特徴とする。

作用および考案の効果 このようにすれば、複数の感圧素子によりそれぞれ検出
された脈波の振幅が振幅決定手段により逐次決定される
とともに、複数の感圧素子により検出された脈波の振幅
と所定時間前に検出された脈波の振幅との振幅差が振幅
差算出手段により感圧素子毎に算出される。そして、体
動判断手段により、全感圧素子のうち予め定められた一
定数以上の感圧素子について前記振幅差が全て正である
か或いは全て負であるときには生体に体動が生じていな
いと判断されるが、それ以外のときには生体に体動が生
じたと判断される。すなわち、予め定められた一定数以
上の感圧素子（たとえば、全感圧素子のうちの殆どの感
圧素子あるいは配列方向両端部に位置する一定数以上の
感圧素子）の全てについて脈波の振幅が所定時間前の振
幅よりも大きいか或いは小さいときには、体動は未だ発
生していないと判断されるが、それ以外のときには、生
体とそれに装着された脈波センサとの間の位置的関係が
ずれや傾き等により変化したことを示すので、体動が生
じたと判断される。これにより、最大振幅の脈波を検出
した感圧素子が配列方向の略中央部に位置する場合であ
っても体動を検出し得るため、最大振幅の脈波を検出し
た感圧素子が配列方向の略中央部に位置するか否かに基
づいて体動を検出する場合に比べて、生体の体動を一層
確実に検出し得る。

実施例 以下、本考案の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。

第２図において、１０は有底円筒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１６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が相対移動可能かつ
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およびダイヤフラム１８等
によって圧力室２２が形成されている。この圧力室２２
内には、流体供給源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は圧力室２２内の圧力に応じた押圧
力で前記体表面１２に押圧される。

上記脈波センサ２０は、第２図および第３図に示すよう
に、たとえば、単結晶シリコン等から成り且つ体表面１
２に押圧される押圧面２８を有する半導体チップ３０
と、その押圧面２８に形成された多数（本実施例におい
ては２０個）の感圧ダイオード３１とを備えて構成され
ており、橈骨動脈３２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脈波を検出する。これら感圧ダ
イオード３１は、本実施例の感圧素子を構成するもので
あって、橈骨動脈３２と略直交する方向に互違いに２列
で配列されており、その大きさおよび間隔は橈骨動脈３
２の直上部に複数のものが位置し得るように設定されて
いる。各感圧ダイオード３１から出力された電気信号、
すなわち前記脈波を表す脈波信号ＳＭは制御装置３４へ
供給される。本実施例においては、手首１６の体表面１
２が生体の表面に、橈骨動脈３２が動脈にそれぞれ相当
する。

制御装置３４は、マイクロコンピュータを有して構成さ
れており、予め定められたプログラムに従って、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
節し、圧力室２２内の圧力変化過程で得られる脈波信号
ＳＭ等に基づいて後述の最適感圧ダイオード３１ａおよ
び最適押圧力を決定し且つ脈波センサ２０の押圧力をそ
の最適押圧力にホールドするとともに、その最適押圧力
において最適感圧ダイオード３１ａにより脈波を逐次検
出し且つ表示記録信号ＳＩを出力して検出した脈波を表
示・記録装置３６に表示記録させる一方、脈波検出時に
おける手首１６および脈波センサ２０の相対的な動きを
脈波信号ＳＭが表す脈波の振幅に基づいて検出するとと
もに、その体動が検出された脈波の表示記録をキャンセ
ルする。

次に、以上のように構成された脈波検出装置の作動を第
４図のフローチャートに従って説明する。

まず、電源が投入されると、ステップＳ１が実行され
て、図示しない起動スイッチがＯＮ状態に操作されたか
否かが判断される。この判断が否定されると待機状態と
されるが、ステップＳ１の判断が肯定された場合には、
ステップＳ２が実行されて、圧力室２２内が比較的緩や
かな一定速度で昇圧されて脈波センサ２０の体表面１２
に対する押圧が開始される。次に、ステップＳ３が実行
されることにより、斯かる徐速昇圧過程において、全感
圧ダイオード３１から１つの脈波に対応する脈波信号Ｓ
Ｍが圧力室２２内の圧力Ｐを表す圧力信号と共に読み込
まれる。次いで、ステップＳ４が実行されることによ
り、圧力室２２内の圧力Ｐが予め定められた一定圧Ｐａ
（たとえば１８０mmHg程度の圧力）に達したか否かが判
断され、未だ達しない場合にはステップＳ３およびステ
ップＳ４が繰り返し実行されて脈波が圧力Ｐと共に逐次
読み込まれるが、圧力Ｐａに達した場合には続くステッ
プＳ５が実行されて、ステップＳ３にて読み込まれた各
脈波の最高値および最低値が求められるとともにそれら
最高値および最低値の差を算出することにより各脈波の
振幅Ａがそれぞれ求められる。次のステップＳ６におい
ては、各感圧ダイオード３１毎の振幅の最大値がそれぞ
れ決定されて、それら振幅の最大値のうちの最大振幅の
脈波を検出した感圧ダイオード３１が最適感圧ダイオー
ド３１ａとして決定される。続くステップＳ７において
は、最適感圧ダイオード３１ａにおいて最大振幅の脈波
が採取されたときの圧力Ｐが脈波センサ２０の最適押圧
力に対応する圧力として決定されるとともに圧力室２２
内の圧力が調節されて脈波センサ２０の押圧力が前記最
適押圧力にホールドされる。

次に、ステップＳ８が実行されることにより、前記最適
押圧力において全感圧ダイオード３１から１つの脈波が
それぞれ検出されるとともに、ステップＳ９が実行され
ることにより、ステップＳ８にて読み込まれた各脈波の
振幅Ａが前記ステップＳ５の場合と同様にして求められ
る。第５図はこのようにして求められた各感圧ダイオー
ド３１による脈波の振幅Ａを縦軸とし且つそれら感圧ダ
イオード３１の配列位置を横軸として表すトノグラムの
一例を示している。続くステップＳ１０においては、ス
テップＳ８にて脈波の検出が開始されてから今回検出さ
れた脈波が最初の１拍であるか否かが判断される。最初
の１拍である場合にはステップＳ１３が実行されてその
１拍目の脈波が表示・記録装置３６に表示記録される
が、最初の１拍でない場合には続くステップＳ１１が実
行されることにより、全感圧ダイオード３１について、
今回検出された各脈波の振幅Ａ_ｎｏｗと、直前に表示さ
れた脈波およびその脈波と共に検出された他の脈波の各
振幅Ａ_{ｂｅｆｏｅ}との振幅差ΔＡが算出される。したが
って、本実施例では、上記ステップＳ９が振幅決定手段
に、上記ステップＳ１１が振幅差算出手段にそれぞれ対
応する。

次に、ステップＳ１２が実行されることにより、感圧ダ
イオード３１の総数をＮとした場合において、たとえば
その殆どである（Ｎ−２）個以上の感圧ダイオード３１
の全てについて前記振幅差ΔＡが予め定められた正の一
定値Ｓ_１よりも大きいか、あるいはそれら（Ｎ−２）個
以上の感圧ダイオード３１の全てについて振幅差ΔＡが
予め定められた負の一定値Ｓ_２よりも小さいか否かが判
断される。上記一定値Ｓ_１，Ｓ_２は実験的に求められる
ものであって、一定値Ｓ_１はたとえば２mmHgに対応する
値に、一定値Ｓ_２はたとえば−２mmHgに対応する値にそ
れぞれ設定される。

上記ステップＳ１２の判断が肯定された場合には、血圧
の変動等により前記トノグラムが全体的に上下したこと
を示すので、体動は生じていないと判断されてステップ
Ｓ１３が実行されることにより、ステップＳ８にて今回
検出された脈波が表示され、或いは血圧値決定などのた
めに記録される。一方、ステップＳ１２の判断が否定さ
れた場合には、前記直前に表示された脈波およびその脈
波と共に検出された他の脈波の各振幅Ａ_{ｂｅｆｏｅ}によ
るトノグラムがたとえば第５図において実線にて示すよ
うなトノグラムである場合において、今回のトノグラム
としてたとえば第５図において破線にて示すようなトノ
グラムが得られており、脈波センサ２０と橈骨動脈３２
とがその橈骨動脈３２と交差する方向においてずれたり
或いは脈波センサ２０が橈骨動脈３２周りにおいて傾い
て脈波センサ２０の橈骨動脈３２と交差する方向におけ
る押圧力が不均一となったこと等を示すので、体動が生
じたと判断され、今回検出された脈波を表示或いは記録
することなくステップＳ８以下が再び実行される。した
がって、本実施例においては、上記ステップＳ１２が体
動判断手段に対応する。そして、ステップＳ１２の判断
が再び否定された場合には体動が解消してステップＳ１
２の判断が肯定されるまでステップＳ８乃至ステップＳ
１２が繰り返し実行されることとなる。なお、今回のト
ノグラムとして、たとえば第５図において一点鎖線で示
すように、最大振幅の脈波を検出した感圧ダイオード３
１が配列方向の略中央部に位置するようなトノグラムが
得られた場合においても、ステップＳ１２の判断が否定
されるため、体動を検出することができる。

このように本実施例によれば、全感圧ダイオード３１の
殆どである前記（Ｎ−２）個の感圧ダイオード３１の全
てについて前記振幅差ΔＡが前記正の一定値Ｓ_１より大
きいか或いは前記負の一定値Ｓ_２より小さいときには、
体動は未だ発生していないと判断されるが、それ以外の
ときには、体動が生じたと判断されるように構成されて
いるので、最大振幅の脈波を検出した感圧ダイオード３
１が配列方向の略中央部に位置する場合であっても体動
を好適に検出することができ、これにより、最大振幅の
脈波を検出した感圧素子が配列方向の略中央部に位置す
るか否かに基づいて体動を検出する場合に比べて、体動
を一層確実に検出することができるのである。

なお、前述の実施例では、ステップＳ１２の判断が否定
された場合には、その判断が肯定されて体動が解消され
るまでステップＳ８乃至ステップＳ１２が繰り返し実行
され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、予め定められた一定時間経過してもステ
ップＳ１２の判断が肯定されない場合は、脈波センサ２
０を位置決めし直してから再起動させる必要がある旨を
表す所定の警報音を出力するようにしてもよいし、ある
いは、脈波センサ２０を橈骨動脈３２と交差する方向に
おいて駆動する駆動装置を設け、感圧ダイオード３１の
配列範囲の略中央に橈骨動脈３２が位置するように脈波
センサ２０を自動的に位置決めした後、最適押圧力等を
再決定するようにしてもよい。

また、前述の実施例では、全感圧ダイオード３１につい
て、今回検出された各脈波の振幅Ａ_ｎｏｗと、直前に表
示された脈波およびその脈波と共に検出された他の脈波
の各振幅Ａ_{ｂｅｆｏｒｅ}との振幅差ΔＡが算出されてい
るが、必ずしもその必要はなく、今回検出された各脈波
の振幅Ａ_ｎｏｗと、それより所定時間前において非体動
時に検出された各脈波の振幅Ａ_{ｂｅｆｏｒｅ}との振幅差
ΔＡが算出されるように構成されておればよい。

また、前述の実施例では、全感圧ダイオード３１の殆ど
である（Ｎ−２）個の感圧ダイオード３１の全てについ
て振幅差ΔＡが正の一定値Ｓ_１より大きいか或いは負の
一定値Ｓ_２より小さいか否かに基づいて体動の有無が判
断され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、（Ｎ−２）個の感圧ダイオード３１の
全てについて振幅差ΔＡが正であるか或いは負であるか
に基づいて体動の有無を判断するように構成することも
できるし、あるいは、配列方向において両端部に位置す
る一定数以上の感圧ダイオード３１の全てについての振
幅差ΔＡに基づいて体動の有無を判断するように構成す
ることもできる。

また、前述の実施例では、感圧素子として感圧ダイオー
ド３１が用いられているが、感圧トランジスタ等の他の
半導体素子や半導体素子以外の感圧素子が用いられても
よい。

また、前述の実施例では、橈骨動脈３２から脈波が検出
されているが、橈骨動脈以外の他の動脈、たとえば足背
動脈や頚動脈から検出されてもよいことは勿論である。

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】

第１図はクレーム対応図である。第２図は本考案の一実
施例である脈波検出装置の回路図である。第３図は第２
図における脈波センサを手首側から見た図であって、拡
大して示す図である。第４図は第２図の装置の作動を説
明するためのフローチャートである。第５図は第４図の
フローチャートにおいて求められた振幅のトノグラムの
一例を示す図である。 １２：体表面 ２０：脈波センサ ２８：押圧面 ３１：感圧ダイオード ３２：橈骨動脈

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の感圧素子が配列された押圧面を有
   し、生体の表面の動脈上に該感圧素子の配列方向が該動
   脈と交差するように押圧される脈波センサを備え、該感
   圧素子から出力される脈波信号に基づいて該動脈から発
   生する脈波を検出する形式の脈波検出装置であって、 前記複数の感圧素子によりそれぞれ検出された脈波の振
   幅を逐次決定する振幅決定手段と、 前記複数の感圧素子により検出された脈波の振幅と所定
   時間前に検出された脈波の振幅との振幅差を該感圧素子
   毎に算出する振幅差算出手段と、 該振幅差算出手段により算出された振幅差が、全感圧素
   子のうち予め定められた一定数以上の感圧素子について
   全て正であるか或いは全て負であるときには前記生体に
   体動が生じていないと判断するが、それ以外のときには
   該生体に体動が生じたと判断する体動判断手段と を含むことを特徴とする脈波検出装置。