JPS5923203B2 - 動脈圧間接測定用脈波検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は医用工学に関するものであり、更に詳しく言え
ば動脈圧間接測定用脈波検出装置に関するものである。

本発明は周囲のノイズレベルが高い時、および患者の動
きにより生じたノイズのレベルが高い時に、患者の動脈
圧を間接的に決定するのに最も広く用いられるものであ
る。

圧迫カフと、コロトコフ音（Ｋｏｒｏｔｋｏｖ ５ｏｕ
ｎｄｓ）を利用して動脈圧を測定する従来の１つの方法
は、患者の体の表面に圧迫カフをとりつけ、動脈の収縮
値と弛緩値とを包含する範囲内でカフ内の圧力を変える
と同時に、マイクロホンを用いてコロトコフ音をカフの
末端で記録し、コロトコフ音が現われた時と消えた時に
カフ内の圧力を測定するものである（ Ｇ、 １．Ｋｏ
ｓｉ ｔｓｋｙ著［動脈圧を音響的に測定する方法（Ａ
ｃｏｕｓｔｉｃｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｒｔｅｒｉａｌ
ｔｅｎｓｉｏｎ ｅｘ ａｍｉｎａｔｉｏｎ）Ｊ Ｍｅ
ｃｌｇｉｚ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ 。

Ｍｏｓｃｏｗ １９５９ 、 ｐｐ、 ５５〜５４参照
）。

この方法は、マイクロホンがコロトコフ音ばかりでなく
周囲の騒音も拾い、測定が自動化された時には動脈圧の
測定をすることができないこともあるという欠点を有し
ている。

動脈圧の最高値と最低値をもつと正確に決定できるより
完全な方法は脈波を記録することを基にしているもので
、この方法では周囲の騒音は無関係である。

この方法は、圧迫カフを患者の体の表面にとりつけ、こ
のカフの内部の圧力を動脈圧の収縮値と弛緩値を包含す
る範囲内で変え、カフにより圧迫されている動脈の弛緩
の結果束じた脈波をカフの中間的の末端部で記録し、そ
れらの脈波が現われた時と消えた時にカフ内の圧力を測
定するものであもそれらの脈波は患者の体の表面と一致
する方向でその表面の変位に対して記録される（雑誌［
医学技術（Ｍｅｄｔｅｋｈ ｎ１ｋａ）Ｊ ４２ 、１
９７９゜ｐｐ、１９−２２所載のＶ、Ｍ、 Ｂ ｏｌ’
ｓｈｏｗ他の部分［動脈圧の間接測定用自動測定器（Ａ
ｕｔｏｍａｔ ｉｃ ｍｅ ｔｅｒ ｆｏｒｉｎｄｉｒ
ｅｃｔ ｍｅａｓｕｒｅ ｏｆ ａｒｔｅｒｉａｌ ｔ
ｅｎｓｉｏｎ：）ｌ参照）０この方法は、動脈の収縮圧
と弛緩圧の測定確度が低すぎ、患者が動くと動脈圧のそ
れらの値を決定できないのが欠点である。

これらの欠点は、圧迫カフの中間点の末端部にあたる患
者の体の表面に直角な方向の動きが、カフの下を脈波が
通らなくても、すなわち、動脈が弛緩しなくても起り、
圧迫されている動脈が弛緩する前に起りがちであるカフ
内の圧力の変動や、カフの下側の筋肉の収縮から生ずる
ことがあり、あるいはカフ内の圧力が弛緩値より低い時
に、血液が充満している動脈の壁の弾性変形によりひき
起されるものである。

従来の方法による動脈圧の決定から得られた図から、患
者の動きに起因するノイズから生ずる信号の振幅は有用
な信号の振幅よりもはるかに大きく、そのために脈波が
通らなくてもノイズだけからでも信号が記録される結果
となることが明らかである。

その結果として、動脈圧が誤って指示されるから誤診の
もとになる。

脈波を記録することにより動脈圧を間接的に測定する従
来の装置は実際には脈動センサであって、ペレットとし
て機能するゴム製の薄膜として作られたそれらの表面の
１つを有するハウジングを含み、その薄膜はハウジング
内に設けられている空気室を介して、コロトコフ音の出
現により発生された音響信号を電気信号へ変換できるト
ランスデユーサに連結される。

そのトランスデユーサの縁部はハウジング内の所定の位
置に固定される。

このトランスデユーサとして圧電結晶を用いることがで
きる。

この従来の装置は、ペレットを圧電結晶から分離する空
気室の中を音波が通る時に、トランスデユーサがその音
波で振動させられるのが欠点である。

更に、この装置は、装置がとりつけられている所の゛筋
肉の収縮の結果生ずるノイズに対する防護手段が設けら
イｔておらず、筋肉の収縮によりペレットが動かさへそ
のペレットの動きは圧電結晶へ伝えられて装置の出力端
子に誤信号が現われるのが欠点である。

ハウジングと、このハウジングに固定されて機械的な動
きを電気信号に変換するトランスデユーサと、このトラ
ンスデユーサの横断できる部分の上に固定されるペレッ
トを備え、このペレットは患者の体の表面とペレットの
接触端部に直角な方向のその表面の動きをトランスデユ
ーサへ伝えることができる、動脈圧の間接測定において
脈波を検出する装置も知られている（ソ連邦発明者証第
６５１７８６号明細書参照兎このトランスデユーサは実
際には円板形の圧電結晶であって、この円板の中心は、
硬い金属（プラスチック）製の円板形ペレットの上に置
かれる。

動脈圧を測定する時は、この装置は圧迫カフの末端部の
下に置かれる。

しかし、この装置はカフ内の圧力振動と、患者の体の筋
肉の収縮に起因する体の表面の動きに感じやすいために
、この装置は動脈圧の収縮値と弛緩値を高い確度で測定
することはできない。

したがって、圧迫されていない状態で動脈圧を測定する
場合には、最初の脈波がカフの下を通る前に圧力振動が
起り、それから動脈圧の収縮値を測定する。

それらの圧力振動のために装置のハウジングに力が加え
られ、そのためにハウジングとペレットが相対的に逆向
きに動かされるから、脈波が通ったと誤って示す信号が
装置から発生されて、動脈圧の収縮値が誤って測定され
ることになる。

同様にして、カフ内の圧力が弛緩値より低い時に、装置
がとりつけられている体の部分の筋肉が収縮することに
よりペレットが移動させられ、血液が充満している動脈
の壁の弾性脈動変形のために誤信号が発生されることに
なる。

これらのことが原因となって動脈圧の収縮値と弛緩値が
不正確に測定されることになり、患者が動くことにより
動脈圧を測定することが不可能になる。

本発明は、動脈圧の収縮値と弛緩値を高い確度で間接的
に測定できるようにする値により脈波を記録するのに役
立つ、動脈圧間接測定用脈波検出装置を提供することを
目的とするものである。

この目的は、ハウジングと、このハウジングの中に動け
るようにしてとりつけられたペレットと、トランスデユ
ーサとを備え、前記ペレットの一方の表面は患者の体の
表面の脈波が通る場所に接触する接触面として形成され
、前記トランスデユーサは、前記ハウジングの中に収め
られて前記ペレットに機械的に連結されてペレットの接
触面の運動を電気信号に変換する動脈圧間接測定用脈波
検出装置において、ペレットを、このペレットの接触面
に平行なピボットを軸心として角振動を行えるようにハ
ウジングの中にとりつけ、ペレットの接触面上へのピボ
ットの射影は接触面の対称軸に一致させることによって
達成される。

本発明の脈波検出装置を用いることにより、周囲の騒音
や、カフ内の圧力の変動で生じた雑音、および筋肉の収
縮によりひき起された雑音をなくすことにより、患者の
動脈の血圧の収縮値と弛緩値を従来の方法より正確に測
定できる。

したがって、患者が動いていても動脈圧を測定すること
ができるので、スポーツマンや新生児の動脈圧を測定す
ることもできる。

本発明の脈波検出装置は、背景ノイズがあっても脈波の
みを確実に記録できるから、正確な診断を下すのに役立
つ。

ピボットを軸心とするペレットの角振動は、中央部がペ
レットに固定され、両端部がハウジングに固定された弾
性板を介して行わへ弾性板の平面はペレットの接触面に
直角であるようにするのがよい。

本発明の脈波検出装置を用いて動脈圧を測定する場合は
、患者の体たとえば腕に、たとえばふくらました木綿布
（ｒａｉｓｅｄ ｃｏｔｔｏｎ ｃｌｏｔｈ）で作った
公知の圧迫カフをとりつけ、その患者の動脈圧の収縮値
と弛緩値とを含む範囲内で圧迫カフ内の圧力を変える。

次に圧迫カフ内の圧力を測定し、カフの下側の動脈の圧
迫をゆるめた結果生じた脈波を検出し、その脈波が現わ
れた時と消えた時の動脈圧の収縮値と弛緩値とを検出す
る。

脈波が通った時刻を、カフの中間部の端の下にある患者
の体の表面の、脈波が伝わる方向に関する角振動に対し
て記録する。

数多くの実験を行った結果、脈波の伝わる方向に関する
体の表面の角振動は、カフの下側を通る脈波の結果とし
て起り、カフ内の圧力の変動や、患者のカフがとりつけ
られている部分の筋肉の収縮などによっては起り得ない
ことが判明している。

測定範囲内の体表面の角振動は、カフの下の動脈への圧
迫がゆるめられた時、または圧迫が加えられて動脈の横
断面積が急変した時に現われる鋭い前面を有する脈波の
前面で最大値となることは明らかである。

動脈はカフにより圧迫されているから、カフ内の圧力が
動脈圧の収縮値以上となると脈波は起り得ない。

また、カフ内の圧力が動脈圧の弛緩値以下の時は、動脈
は完全に弛められたままとなり、そこを通る脈波により
動脈の横断面の寸法は極めて僅か変るだけである。

したがって、動脈に加えられている圧迫をゆるめてから
再び圧迫を加えた時に生じた脈波が通った時だけ角振動
の振幅の最大の変化が起る。

動脈圧の収縮値と弛緩値は、患者の体の指定された部分
の角振動が現われた時と、消えた時のカフ内の圧力の値
を測定することにより決定される。

カフ内の圧力が動脈の収縮値をこえた時に起るカフ内の
圧力変動は、角振動に何の変化も起さない。

その理由は、患者のその指定された部分が、カフ内の圧
力振動の作用の下に体表面に直角な方向に動くだけだか
らである。

したがって、動脈圧の測定値は、カフの内部の圧力変動
や、筋肉の収縮によりひき起されるノイズによる影響を
受けない。

動脈圧の測定は、空気ブロワがら空気が送られるように
なっている圧迫カフと、圧力計と、本発明の脈波検出装
置とを用いて行なわれる。

脈波検出装置は、たとえばプラスチックで作られたハウ
ジング１（第１図）と、このハウジング１の中に動ける
ようにしてとりつけられている圧電材料または長方形金
属板製のペレット２とを有する。

このペレット２の一方の表面は体の脈波が通る場所に接
触する接触面Ｓとして形成されている。

ペレット２の接触面Ｓに平行で、接触面Ｓへの射影が接
触面Ｓの対称軸に一致するようにして、ハウジング１に
対して固定的に位置するピボット３（第２図）を中心と
してペレット２が角振動できるように、ペレット２はハ
ウジング１の中にとりつけられる。

ペレット２は弾性板４を介してハウジング１の内部にと
りつけることができる。

その場合は弾性板４の中央部がペレット２の水平ピボッ
ト３に一致し、かつ弾性板４の平面がペレット２の接触
面Ｓに直角であるようにして、弾性板４の両端部がハウ
ジング１に固定される。

カフの内部の圧力が変動したり、カフの下の筋肉が収縮
した場合には、ペレット２の全面に等しく作用するいく
らかの力が生ずる。

水平ピボット３の射影がペレット２の接触面Ｓの対称軸
と一致するので、この表面にかかる力は前記対称軸によ
りその両側に分割される。

分割された力は、ペレット２をピボット３を中心として
回転させないように、すなわち、ペレット２を角振動さ
せないで、トランスデユーサ５から電気信号が発生され
ないように、互いに釣り合わされる。

上記の諸条件は、脈波が通された時にペレット２の接触
面Ｓが体の表面に接触することにより満たされる。

このために、脈波の伝わる方向に関する体の表面により
行われる角振動が確実に検出されることになる。

ハウジング１の中には、ペレット２の接触面Ｓの動きを
電気信号に変換するトランスデユーサ５が設けられてい
る。

このトランスデユーサ５はペレット２に機械的に連結さ
れる。

トランスデユーサ５としては圧電材料を用いることもで
きれば、第３図に示すように、ケース７の中に固定され
ているコイル６と、ペレット２に機械的に組合わされて
いる永久磁石８とで構成された電磁トランスデユーサを
用いることもできる。

第３図に示す構成の装置の場合には、ペレット２が水平
ピボット３を中心として振動すると、永久磁石８から出
てコイル６に鎖交する磁束が変化してコイル６に起電力
が生ずる。

その起電力の大きさはペレット２の振動の大きさと振動
数に比例する。

患者の動脈圧は次のようにして測定される。

まず、この装置を患者の体たとえば腕の上に置き、圧迫
カフの中間部の末端に位置するようにして、圧迫カフを
装置にとりつける。

それから、その人の最高血圧よりも高い圧力をカフに加
えた後で、その圧力を徐々に下げながらカフの圧力をた
とえば圧力計で調べる。

この場合に、カフ内の圧力がその人の最高血圧すなわち
収縮値に等しくなった時に、最初の脈波がこの装置がと
りつけられている体の部分を通り、その脈波はその脈波
の伝わる向きに対する体の表面の角度を変化させる。

その結果として、体の表面に接触しているペレット２が
ピボット３を中心として振動する。

その振動はトランスデユーサ５により電気信号に変えら
れる。

最初の信号が現われると収縮値が記録される。

圧迫カフに加えられている圧力を更に下げて弛緩値にな
るまでに、脈波が生ずるたびに装置は電気信号を発生す
る。

圧迫カフの内圧が弛緩値以下になると、装置からは電気
信号は発生されなくなる。

この装置により最後の信号が発生される時刻は、動脈圧
が弛緩値になった時に一致する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の脈波検出装置の一実施例の縦断面図、
第２図は第１図の一部を断面で示す平面図、第３図は本
発明の装置の別の実施例の縦断面図である。 １・・・・・・ハウジング′、２・・・・・・ペレット
、３・・・・・・水平ピボット、４・・・・・・弾性板
、Ｓ・・・・・・接触面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジングと、このハウジングの中に動けるように
   してとりつけられたペレットと、トランスデユーサとを
   備え、前記ペレットの一方の表面は患者の体の表面の脈
   波が通る場所に接触する接触面として形成さへ前記トラ
   ンスデユーサは、前記ハウジングの中に収められて前記
   ペレットに機械的に連結されてペレットの接触面の運動
   を電気信号に変換する動脈圧間接測定用脈波検出装置に
   おいて、ペレット２は、このペレットの接触面Ｓに平行
   なピボット３を軸心として角振動を行えるようにハウジ
   ング１の中にとりつけられ、ペレット２の接触面Ｓ上へ
   のピボット３の射影は接触面Ｓの対称軸に一致すること
   を特徴とする動脈圧間接測定用脈波検出装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、ピボッ
   ト３を軸心とするペレット２の角振動は、中央部がペレ
   ット２に固定され、両端部がハウジング１に固定された
   弾性板４を介して行われ、弾性板４の平面はペレット２
   の接触面Ｓに直角であることを特徴とする動脈圧間接測
   定用脈波検出装置。