JPH0810302Y2 - 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、脈波を安定して
検出し得るとともに被検者に苦痛を与えないようにする
技術に関するものである。

従来の技術 感圧素子が配設された押圧面を有する押圧部材を備
え、その押圧部材を生体表面の動脈上に押圧することに
よりその動脈から発生する脈波を検出する脈波検出装置
が知られている。

考案が解決しようとする課題 ところで、上記押圧部材の押圧面は、通常、その押圧
部材に一体的に設けられた凸部の先端に設けられてお
り、その凸部の突出高さが高い場合には、生体表面から
比較的浅い位置に動脈が位置している場合においては、
押圧部材の凸部の押圧面を生体表面に軽く押圧するだけ
で好適な大きさの脈波が得られて、押圧部材の凸部が設
けられた面（凸部外周側に位置する面）が生体表面から
離隔させられることにより、生体の体動等により押圧部
材の押圧姿勢が傾いて脈波を安定して検出し得ない場合
があった。

一方、凸部の突出高さが低い場合には、凸部の押圧面
だけでなく押圧部材の凸部外周側に位置する面をも生体
表面に確実に押圧することができるため、生体の体動等
により押圧部材の押圧姿勢が傾くことは殆どなく脈波を
安定して検出することができるものの、生体表面から比
較的深い位置に動脈が位置している場合においては、押
圧部材を相当大きな押圧力で押圧しなければ好適な大き
さの脈波を検出できず、押圧部材の凸部外周側に位置す
る面により骨や腱などが強く圧迫されて被検者に苦痛を
与える場合があった。

本考案は以上の事情を背景にして為されたものであっ
て、その目的とするところは、生体表面からの動脈の深
さ位置のばらつきに拘わらず脈波を安定して検出し得か
つ苦痛を与えることのない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 上記目的を達成するために、本考案は、感圧素子が配
設された第１押圧面を有する第１押圧部材を備え、その
第１押圧部材を生体表面の動脈上に押圧することにより
その動脈から発生する脈波を検出する脈波検出装置であ
って、（ａ）前記第１押圧面の外周側に設けられて前記
脈波を検出するためにその第１押圧面と共に前記生体表
面に押圧される第２押圧面を有し、その第１押圧面がそ
の第２押圧面から突出し可能に前記第１押圧部材を内部
に収容する第２押圧部材と、（ｂ）容積可変の液室を備
え、その液室の容積が変化させられるに伴って前記第１
押圧部材の第１押圧面を前記第２押圧部材の第２押圧面
から突き出させる液圧駆動装置と、（ｃ）外部へ漏れる
と固化する液体を前記液圧駆動装置の液室へ供給し或い
はその液室から排出することにより、前記第１押圧面の
前記第２押圧面からの突出量を調節する突出量調節装置
とを含むことを特徴とする。

作用および考案の効果 このように構成された脈波検出装置によれば、第２押
圧部材の内部に第１押圧部材が収容されて、その第１押
圧部材の感圧素子が配設された第１押圧面がその第２押
圧部材の第２押圧面からの突出し可能とされており、そ
れら第１押圧面および第２押圧面が脈波を検出するため
に共に生体表面に押圧される。このとき、突出量調節装
置により、液体を液圧駆動装置の液室へ供給し或いはそ
の液室から排出することにより、第１押圧部材の第１押
圧面の第２押圧部材の第２押圧面からの突出量を調節す
ることができる。これにより、生体表面からの動脈の深
さ位置が浅い場合においては、第１押圧面の第２押圧面
からの突出量を小さくして第２押圧面により生体表面を
押圧した状態で脈波を検出することができるため、被検
者の体動等により第１押圧部材の押圧姿勢が傾くのを好
適に防止し得て脈波を安定して検出し得る。また、生体
表面からの動脈の深さ位置が深い場合においては、第２
押圧面により生体表面を強く押圧しなくても、第１押圧
面の第２押圧面からの突出量を大きくすることにより脈
波を好適に検出し得るため、第２押圧面により骨や腱な
どが強く圧迫されて被検者に苦痛を与えるのを回避し得
る。

しかも、第１押圧面の第２押圧面からの突出量は、液
圧駆動装置の液室内に供給された非圧縮性流体である液
体により維持されるため、その第１押圧面の突出量を気
体により維持する場合に比べて、その突出量を一層好適
に維持し得て脈波を一層安定して検出し得る。さらに、
液室へ供給される液体が外部へ漏れた場合には、その漏
れた液体が固化することにより液体が引き続いて漏れる
のを阻止し得て、液漏れを自己修復し得るために、液漏
れにより第１押圧面の第２押圧面からの突出量が変化し
て脈波検出の条件が変化させられるのを効果的に抑制し
得る。

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。

第１図は、本考案の一実施例である脈波検出装置の一
部を構成する脈波検出プローブ８を示す図であって、10
はハウジングである。ハウジング10は、全体として容器
状を成し、その開口端が生体のたとえば手首の体表面12
に対向する状態で装着バンド14によりその手首に着脱可
能に取り付けられるようになっている。

ハウジング10内には、駆動モータ16,送りねじ18,駆動
モータ16の出力軸19と送りねじ18の一端部とを作動的に
連結する減速ギヤユニット20,および有底筒状を成して
底部側において送りねじ18に螺合により取り付けられた
筒状部材22が設けられており、駆動モータ16により送り
ねじ18が回転駆動されることにより、筒状部材22が手首
内の動脈24と略直交する方向において移動させられるよ
うになっている。なお、筒状部材22の両側面には、一対
の案内溝（図示せず）が設けられており、筒状部材22
は、これらの案内溝と、ハウジング10の内壁面に設けら
れた一対のガイドレール26（第１図において一方のみ図
示）とによって、所定の移動ストロークでがたつきなく
直線的に案内されるようになっている。

上記筒状部材22の内部には、ダイアフラム28が固定さ
れており、このダイアフラム28により筒状部材22の底部
側において圧力室30が形成されている。ダイアフラム28
の圧力室30側と反対側の面の中央部には押圧部材31が固
定されている。この押圧部材31は、容器状を成し、底部
側においてダイアフラム28に固定されたケーシング32
と、そのケーシング32の開口端にケーシング32の開口部
を覆うように一体的設けられたリング状板34とから成
る。圧力室30には、第２図に示すように、流体供給源36
から調圧弁38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、押圧部材31の一部を構
成するリング状板34の押圧面40が圧力室30内の圧力に応
じた押圧力で体表面12に押圧されるようになっている。

上記押圧部材31の内部には、ダイアフラム42を介して
脈波センサ44が相対移動可能に取り付けられており、こ
れらダイアフラム42および脈波センサ44によってケーシ
ング32の底部側に容積可変の液室46が形成されている。
脈波センサ44は、有底の筒状部48と、その筒状部48の開
口端に一体に設けられたフランジ部50と、筒状部48の底
部外面に一体的に固着された半導体基板51とを有して構
成されており、筒状部48内にケーシング32の底部内面に
突設された棒状部52が嵌合されることにより、筒状部48
が前記リング状板34の内周側を通って突出し可能な位置
において、動脈24と接近離隔する方向に移動させられる
ようになっている。

上記液室46には、第２図に示すように、パルスモータ
54により駆動される液圧シリンダ56から液体が供給され
るようになっている。これにより、液圧シリンダ56から
の液体により液室46の容積が増大させられるに伴って脈
波センサ44の筒状部48側が押圧部材31の押圧面40から突
き出されて、脈波センサ44の半導体基板51の押圧面58が
体表面12に押圧されるようになっている。したがって、
本実施例においては、脈波センサ44が第１押圧部材を、
押圧面58が第１押圧面を、押圧部材31が第２押圧部材
を、押圧面40が第２押圧面をそれぞれ構成するととも
に、押圧部材31のケーシング32およびダイアフラム42等
により液圧駆動装置が構成されている。なお、棒状部52
の外周面には、長手方向に延び且つ棒状部52の先端面に
おいて開口する溝57がたとえば周方向の所定間隔毎に複
数（第１図においては１個のみ図示）形成されており、
その溝57を介して、液室46内の液体が筒状部48の穴の底
部と棒状部52の先端面との間の空間に導かれるようにな
っている。

上記液室46へ供給される液体は、本実施例において
は、外部へ漏れると溶剤が蒸発したり或いは空気中の水
分と反応したりすること等によって硬化する液状の接着
剤が用いられている。この場合において、液漏れはダイ
アフラム42において生ずる可能性が高いため、好適に
は、そのダイアフラム42からの接着剤の漏れを好適に自
己修復し得るように、ダイアフラム42との接着性の良好
な接着剤（たとえば合成ゴム系接着剤）が選定される。
また、有機溶剤蒸発型の接着剤を用いる場合には、その
接着剤に含まれる溶剤によりダイアフラム42が損なわれ
ないように、そのダイアフラム42の材質が決定される。

上記脈波センサ44の半導体基板51には、たとえば本出
願人が先に出願して公開された特開昭63−293424号公報
に記載されているように、感圧ダイオードや半導体歪ゲ
ージ等の複数の感圧素子59（第１図においては図示せ
ず）が送りねじ18と略平行な方向、すなわち動脈24と略
直交する方向において配設された状態で形成されてい
る。脈波センサ44は、半導体基板51の押圧面58において
動脈24を押圧することにより、その動脈24から心拍に同
期して発生する脈波を感圧素子59にて検出し、第２図に
示すように、その脈波を表す脈波信号を制御装置60へ出
力する。

上記脈波センサ44のフランジ部50と押圧部材31のリン
グ状板34との間には圧縮コイルスプリング62が設けられ
ている。これにより、脈波センサ44は、パルスモータ54
により液圧シリンダ56が液供給方向へ作動させられる
と、圧縮コイルスプリング62の付勢力に抗して押圧部材
31内から突き出させられるとともに、パルスモータ54に
より液圧シリンダ56が非液供給方向へ作動させられる
と、圧縮コイルスプリング62の付勢力に従って押圧部材
31内へ引き込まれることとなる。したがって、本実施例
においては、パルスモータ54,液圧シリンダ56,および圧
縮コイルスプリング62が突出量調節装置を構成してい
る。

さらに、脈波センサ44の押圧面58の引込み限度位置お
よび突出し限度位置（たとえば３〜4mm程度の突出し位
置）を検出するためのセンサが設けられている。すなわ
ち、脈波センサ44の筒状部48の外周面には、周方向にお
いて所定距離隔てた位置において一対の反射板64,65が
固着されているとともに、リング状板34の押圧面40側と
反対側の面であって圧縮コイルスプリング62の内側に位
置する部分には、反射板64,65と対向する位置において
一対のフォトインタラプタ66,67が取り付けられてい
る。反射板64は、脈波センサ44の押圧面58側に位置する
端部（第１図において下端部）に幅狭の反射領域が設け
られており且つそれ以外の部分に非反射領域が設けられ
ているが、反射板65は、脈波センサ44のフランジ部50側
に位置する端部（第１図において上端部）に幅狭の反射
領域が設けられており且つそれ以外の部分に非反射領域
が設けられている。フォトインタラプタ66,67は、反射
板64,65から反射された反射光を受光するとともに、予
め定められた一定限度以上の反射光が受光された場合に
は、反射光64,65の反射領域から反射光が受光されたこ
とを表す電気信号を前記制御装置60へ出力する。フォト
インタラプタ66から前記電気信号が入力された場合に
は、脈波センサ44の押圧面58が引込み限度位置にあるこ
とを示し、フォトインタラプタ67から前記電気信号が入
力された場合には、脈波センサ44の押圧面58が突出し限
度位置にあることを示している。

上記制御装置60は、CPU,ROM,RAM,入出力インタフェー
スなどから成る所謂マイクロコンピュータを有して構成
されている。CPUは、ROMに予め記憶されたプログラムに
従ってRAMの記憶機能を利用しつつ信号処理を実行し、
脈波センサ44を動脈24と交差する方向において位置決め
する。すなわち、たとえば、パルスモータ54を駆動して
脈波センサ44の押圧面58を押圧部材31の押圧面40から予
め1mm程度突き出させるとともに、圧力室30の圧力を一
定圧（たとえば50mmHg程度）に設定し、体表面12を押圧
する脈波センサ44の押圧面58の各感圧素子59からそれぞ
れ採取された脈波に基づいて、動脈24が感圧素子59の配
列範囲の略中央に位置するか否かを判定し、略中央に位
置しない場合には、駆動モータ16により脈波センサ44等
を動脈24と交差する方向において移動させつつ脈波セン
サ44の押圧および前記判定を逐次行うことにより、動脈
24が感圧素子59の配列範囲の略中央に位置するように脈
波センサ44が位置決めされる。

また、上記CPUは、予め記憶されたプログラムに従っ
て、脈波センサ44の最適突出し位置（最適突出量）を決
定するとともに、複数の感圧素子59のうちから最適感圧
素子を決定する。すなわち、圧力室30内を前記一定圧に
維持して押圧部材31の押圧面40を体表面12に押圧した状
態で、パルスモータ54を駆動して液室46内に液体を供給
することにより脈波センサ44を引込み限度位置から突出
し限度位置まで突き出させるとともに、前記特開昭63−
293424号公報に記載されている決定方法と略同様に、脈
波センサ44の突出し過程において逐次読み込まれた脈波
信号が表す脈波の振幅が最大となったときの脈波センサ
44の押圧面58の突出し位置が最適突出し位置として決定
される一方、脈波センサ44の最適突出し位置において動
脈24の直上部に位置する複数の感圧素子59から出力され
た脈波信号が表す脈波の最大ピーク値のうち極小となる
ものに対応する感圧素子59が、動脈24の直上部の中央に
位置する最適感圧素子として決定されるのである。

さらに、上記CPUは、ROMに予め記憶されたプログラム
に従って、パルスモータ54を駆動して脈波センサ44を一
旦引込み限度位置に戻した後、脈波センサ44を引込み限
度位置から最適突出し位置まで突き出させるのに要する
パルス数だけパルスモータ54を駆動することにより、脈
波センサ44の突出し位置を最適突出し位置に設定すると
ともに、その最適突出し位置において最適感圧素子から
出力される脈波信号が表す脈波を検出し、その脈波の波
形を表示器68に表示させるとともに、その波形に基づい
て最高血圧値および最低血圧値を決定し、それらの血圧
値を表示器68に表示させる。なお、脈波検出の目的に応
じて脈波の波形および血圧値の一方を表示させるように
してもよいし、脈波の波形や血圧値を表示するのに替え
て或いは加えてチャート紙等に記録させるようにしても
よい。

以上のように構成された脈波検出装置によれば、脈波
センサ44の押圧面58が押圧部材31の押圧面40からの突出
し可能な状態で脈波センサ44が押圧部材31内に設けられ
ており、脈波センサ44により脈波を検出する際には、両
押圧面58,40が共に体表面12に押圧されるとともに、パ
ルスモータ54を駆動して液室46の容積を変化させること
により、脈波センサ44の押圧部材31からの突出量を好適
な大きさの脈波が得られるように適宜調節することがで
きる。これにより、体表面12からの動脈24の深さ位置が
浅い場合においては、脈波センサ44の押圧部材31からの
突出量を小さくして押圧部材31の押圧面40により体表面
12を押圧した状態で脈波を検出することができるため、
被検者の体動等により脈波センサ44の押圧姿勢が傾くの
を好適に防止することができ、脈波を安定して検出する
ことができる。また、体表面12からの動脈24の深さ位置
が深い場合においては、押圧部材31の押圧面40により体
表面12を強く押圧しなくても、脈波センサ44の押圧部材
31からの突出量を大きくすることにより脈波を好適に検
出することができるため、押圧部材31の押圧面40により
骨74や腱76などが強く圧迫されて被検者に苦痛を与える
のを回避することができる。

また、本実施例によれば、脈波センサ44の押圧部材31
からの突出量は液室46内の非圧縮性流体である液体によ
り維持されるため、その脈波センサ44の突出量を気体に
より維持する場合に比べて、その突出量を一層好適に維
持し得て脈波を一層安定して検出することができる。

また、本実施例によれば、液圧シリンダ56から液室46
へ供給される液体は外部へ漏れると硬化する接着剤が用
いられているので、液圧シリンダ56から液室46に至る液
流通経路中のたとえばダイアフラム42等において、液室
46へ供給される接着剤が外部へ漏れた場合には、その漏
れた接着剤が硬化して液漏れ部分の外表面に固着された
状態でその液漏れ部分を塞ぐことにより、液室46内の接
着剤が引き続いて漏れるのを好適に阻止することができ
る。これにより、液漏れを自己修復することができるた
め、液漏れにより脈波センサ44の突出量が変化して脈波
検出の条件が変化させられるのを効果的に防止すること
ができる。

なお、前述の実施例では、液圧シリンダ56から液室46
へ供給される液体は接着剤が用いられているが、必ずし
も接着剤でなくてもよく、外部へ漏れると固化する性質
を有する液体であれば、液漏れを自己修復できるという
本考案の効果を得ることが可能である。

また、前述の実施例では、圧力室30内の圧力は予め定
められた一定圧に設定されるように構成されているが、
必要に応じて適宜変更されてもよい。

また、前述の実施例では、液圧シリンダ56はパルスモ
ータ54により駆動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、直流モータとロータリ
エンコーダとの組合せにより液圧シリンダ56を駆動する
ように構成してもよく、この場合においても脈波センサ
44の突出し量を細かく且つ正確に制御することができ
る。

また、前述の実施例では、脈波センサ44の引込み限度
位置および突出し限度位置を検出するためのセンサはフ
ォトインタラプタ66,67を有して構成されているが、近
接スイッチやマイクロスイッチなどを有して構成するこ
ともできるし、液室46内の圧力を検出する圧力センサに
て構成することも可能である。

また、前述の実施例では、液室46に液体を供給するこ
とにより脈波センサ44の押圧面58が押圧部材31の押圧面
40から突き出させら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、第１押圧部材の凸部の
外周側に第２押圧部材としてのゴム袋を設け、そのゴム
袋内の液室に液体を供給することにより凸部の第１押圧
面がゴム袋の第２押圧面から引き込まれるように構成す
るとともに、そのゴム袋内の液室へ供給する液体を外部
へ漏れると固化する性質を有するものにて構成した場合
においても、前述の実施例と同様の効果が得られる。

また、前述の実施例では、脈波検出プローブ８は、脈
波センサ44を動脈24と交差する方向において位置決めす
るために、駆動モータ16,減速ギヤユニット20,送りねじ
18等から成る位置決め機構を有しているが、斯かる位置
決め機構が設けられていない脈波検出プローブを備えた
脈波検出装置であっても本考案を適用し得ることは勿論
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図は本考案の脈波検出装置の一部を構成する脈波検
出プローブの一例を示す断面図であって、装着状態を示
す図である。第２図は本考案の脈波検出装置の構成を説
明するためのブロック線図である。 12:体表面 24:動脈 28:ダイアフラム（液圧駆動装置）、32:ケーシング（液
圧駆動装置） 31:押圧部材（第２押圧部材） 40:押圧面（第２押圧面） 44:脈波センサ（第１押圧部材） 46:液室 58:押圧面（第１押圧面） 59:感圧素子 54:パルスモータ（突出量調節装置）,56:液圧シリンダ
（突出量調節装置）,62:圧縮コイルスプリング（突出量
調節装置）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】感圧素子が配設された第１押圧面を有する
   第１押圧部材を備え、該第１押圧部材を生体表面の動脈
   上に押圧することにより該動脈から発生する脈波を検出
   する脈波検出装置であって、 前記第１押圧面の外周側に設けられて前記脈波を検出す
   るために該第１押圧面と共に前記生体表面に押圧される
   第２押圧面を有し、該第１押圧面が該第２押圧面から突
   出し可能に前記第１押圧部材を内部に収容する第２押圧
   部材と、 容積可変の液室を備え、該液室の容積が変化させられる
   に伴って前記第１押圧部材の第１押圧面を前記第２押圧
   部材の第２押圧面から突き出させる液圧駆動装置と、 外部へ漏れると固化する液体を前記液圧駆動装置の液室
   へ供給し或いは該液室から排出することにより、前記第
   １押圧面の前記第２押圧面からの突出量を調節する突出
   量調節装置と を含むことを特徴とする脈波検出装置。