JPS5944049B2 - 脳圧計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被測定体の頭蓋骨下の硬膜を破損することなし
に頭蓋骨内の内圧および脈圧を精確に検出すべくした小
型の脳圧計に関するものである。

被測定体である人体の頭部は生命を支え、社会生活を営
むための重要な部分の中枢であることはいうまでもない
。

その中心である脳は頭蓋骨とを髄から成る容器の中に収
納されている。

その容器は脳を髄液（Ｃ９８，Ｆ）という液体で満たさ
れ、脳はこの液体の中に浮いたような状態となっている
。

また頭蓋骨の内側には硬膜という生体膜が存在し、頭蓋
骨内の脳室の気密性を保っている。

脳外科、脳神経外科の分野では、人体の頭部に打撲、交
通事故等の外因あるいは脳内出血、脳腫瘍等の内因によ
って頭蓋骨内の内圧が上昇（頭蓋内圧元通）することが
知られている。

この頭蓋骨内の内圧の上昇は主に脳を髄液の循環系路に
異常が生じたもので、人体に及ぼす影響は軽度の場合に
は頭痛゛、めまい、吐気、重度の場合には過度の頭痛、
意識喪失、脳圧迫による知恵遅札呼吸停止等の状態が生
ずる。

したがって、この分野では原因の究明、生命の維持のた
めに種々の手段で頭蓋骨内の内圧の計測が試みられてき
た。

例えば人体の頭蓋骨内の内圧情報を得る一つの手段とし
ては被測定者の腰部に注射針により穿刺しく腰椎穿刺）
、これに連接する水柱マノメーターで水位を計測するこ
とにより頭蓋骨内の内圧の計測を行ってきた。

この手段は簡便ではあるが、計測部位が頭部より離れた
腰部であるために頭蓋骨内の内圧を精確に反影しないこ
と、さらに特に頭蓋骨内の内圧が異常に高い場合、腰椎
穿刺を行うことにより、急激な圧力低下が生じ、脳が押
し下げられることに起因して、時として脳を髄液の循環
系路の途中に喰い込むことにより生命を危険な状態にお
く恐れが多々生じ、大変危険な手段でもある。

近年では、頭部の前頭骨に孔をあけ、しかも頭蓋骨下に
ある硬膜を破いて脳室内に導管を挿入し、それに連接す
る水柱マノメーターで水位を計測することにより頭蓋骨
内の内圧の計測を行うものである。

この手段は頭蓋骨内の内圧測定部位としては直接的であ
り非常によいけれども何分にも脳をつつんでいる硬膜を
破いて導管を挿入させるために、脳に損傷を与えるばか
りでなく、時として細菌感染により脳膜炎をおこす可能
性が非常に高く安全な手段とはいえない。

さらに、精確な頭蓋骨内の内圧計測を行う場合には医者
の熟練度が要求され、その上被測定者の健康状態（瀕死
、衰弱）にも依存して可成りの負担となる。

ましてや長時間の計測は不可能である。最近、水柱マノ
メーターに変わり、電気式圧力変換器を使用して頭蓋骨
内の内圧を精度よく計測しようとするうごきがあるが、
いずれも測定自体の本質がかわらないために、上述の欠
点はまぬがれることはできず、したがって、いまだ臨床
用としての実用の域に達しておらず、満足に使用できる
段階のものは皆無であり、よって上述の欠点を克服した
電気式圧力変換装置の開発が望まれている。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので、その目
的は人体の頭蓋骨下の脳室をつつんでいる硬膜を破損す
ることなく、また測定中に溢流してくる体液の影響を受
けることなく、頭蓋骨内の内圧および脳圧を同時に計測
できる装置を提供しようとするものである。

すなわち、第１の発明の脳圧計は軸心にそった通孔を有
し、被測定体の頭蓋骨に嵌着係止するようにしたアダプ
タープラグと該アダプタープラグの軸心にそった通孔に
内挿し、前記アダプタープラグの内周壁との間に間隙を
設け、該間隙を通じて体液を外部に排出できるように配
設した圧力−電気変換部と該圧力−電気変換部の先端に
設け、頭蓋骨下の硬膜に抑圧接触せしめる弾力性ある受
圧膜層と該受圧膜層に接触させて配設した圧力−電気変
換器とよりなるセンサ一部と、該センサ一部の上記圧力
−電気変換器からの出力を表示する表示回路とよりなる
ことを特徴とする。

しかして、本発明によればアダプタープラグを被測定体
の頭蓋骨に嵌着係止して脳圧を測定する際、体内より流
出する体液はアダプタープラグの内周壁と圧力−電気変
換器との間の間隙を通して常時体外に排出することがで
きる。

それ故、体液の影響を受けることなく、精度良く脳圧を
測定することができる。

さらに頭蓋骨下の硬膜に弾力性ある受圧膜層を押圧接触
させ硬膜の張力と受圧膜層の押圧力とを釣り合わせて、
その均等時の圧力を半導体圧カー変換器により電気信号
として取り出すことができることから非常に安全で長期
の計測にも適し、しかも高い精度で計測することができ
る。

また、第２の発明の脳圧計は、軸心にそった通孔を有し
、被測定体の頭蓋骨に嵌着係止するようにしたアダプタ
ープラグと、該アダプタープラグの軸心にそった通孔に
内挿し、前記アダプタープラグの内周壁との間に間隙を
設け、該間隙を通じて体液を外部に排出できるように配
設した圧力−電気変換部と、前記アダプタープラグと前
記圧力−電気変換部との間に装着され、該圧力−電気変
換部の上下方向の摺動のみ自在とした中間リングと、前
記中間リングに回転、自在に嵌着するとともに、回転に
よって前記、圧力−電気変換部を上下方向に移動させる
ようにした回転部材と、前記圧力−電気変換部の先端に
設け、頭蓋骨下の硬膜に押圧接触せしめる弾力性ある受
圧膜層と該受圧膜層に接触させて配設した圧力−電気変
換器とよりなるセンサ一部と該センサ一部の上記圧力−
電気変換器からの出力を表示する表示回路とよりなるこ
とを特徴とする。

しかして、本発明によれば、第１の発明の脳圧計で得ら
れる効果をそのまま持ち合わせている他、アダプターを
どのような位置にとりつけても回転部材を回転させるこ
とにより圧力−電気変換部を上下方向に移動させ受圧膜
層の押圧力を硬膜の張力に自在に合わせることができる
。

したがって、被測定体の年令、性別、個人差によって種
々変化する頭蓋骨の厚さおよび硬膜の弾力性等に相応し
て最も鮮明な観察ができる。

また、簡単に調整ができ、しかもその状態を長時間にわ
たり維持できる。

さらに押圧力の変動にともなう被測定体の脈動変化の状
態もあわせて検知することができる。

以下本発明の脳圧計を第１実施例にもとずき、第１図な
いし第３図を用いて説明する。

本実施例脳圧計は人体の頭蓋骨に穴をあけ、該穴に螺着
して固定するアダプタープラグ１０と該アダプタープラ
グ１０に装着固定され頭蓋骨内の内圧および脈圧を電気
信号として検知する圧力−電気変換部２０から成るセン
サ一部と該センサ一部からの出力を表示する表示回路３
０からなっている。

前記アダプタープラグ１０はステンレス製で形成されて
いて、上部端面１２から下部端面１３にむかって、中心
軸にそった同心円状の貫通孔１１を設けてあって、該貫
通孔１１の孔径は後述する圧力−電気変換部２０のケー
シングの環状垂下部の外径より少し犬に形成している。

該上部端面１２は環状の平坦面で、該平坦面上には前記
貫通孔１１の軸心で直交する十字型形状の溝１２ａを刻
設してあり、内側と外側とを連通すべくしである。

また上部端面１２の平坦面には後述する圧力−電気変換
部２０を係止すべく４個の袋状の螺孔１２ｂが等間隔を
おいて形成しである。

アダプタープラグ１０の外周壁には上部端面１２から下
部端面１３にむかって、先細となるようにテーパ１４が
ついていて、かつテーパー面上には凸形状の螺糸１４ａ
が形設してあって、人体の被測定部である頭部の頭蓋骨
に容易に螺着係止できるようにしである。

ところで、アダプタープラグ１０の貫通孔１１には圧力
−電気変換部が装着される。

圧力−電気変換部２０は半導体のピエゾ抵抗効果を利用
した半導体歪−電気変換素子（以下歪受感素子という）
を内臓するもので、歪受感素子２１ａを一体的に形成し
たシリコン単結晶の薄板状の起歪板２１と該起歪板２１
を裏面より接着支持する第１の支持部材２２と該第１の
支持部材２２の裏面を接着支持する第２の支持部材２３
とよりなる圧力−電気変換器２４をケーシング２５内に
装着し、該圧力−電気変換器２４の表面には所定の接触
受圧面を有する薄肉で弾力性のある受圧膜層２５ｅを配
し、ここに圧力伝達部を形成し、ざらに起歪板２１の前
記圧力伝達部の反対の側には大気（大気圧）を導入する
ように形成し、受圧膜層２５ｅの受圧面に加わる外圧を
起歪板２１上の歪受感素子２１ａに伝達し、該歪受感素
子２１ａの電気的出力をコネクター２７を通して外部に
とり出すように構成したものである。

さらに詳しくは、半導体シリジン単結晶よりなる起歪板
２１は出願人研究所の開発に係る超小型、超薄型圧カー
電気変換素子であって、板厚０．０３８ミリメートル、
縦５ミリメートル、横６ミリメードルの長方形に形成し
てあって、その表面中央部に２対のＰ型シリコン歪受感
素子２１ａとこれと連接する信号伝達部および該信号伝
達部と連接する電極部２１ｂとが拡散法によって、シリ
コンベースと一体的に形成されていて０．５気圧の圧力
まで検知できる高感度の性能を有するものを用いである
。

この起歪板２１を第１の支持部材２２によって、その周
縁を接着固定するとともに、非固着部分である中央部を
圧力によって変形する起歪部を構成し、該起歪部上に前
記のように一体的に形成された歪受感素子２１ａが圧力
の大きさによって起歪部の歪む大きさに比例したピエゾ
抵抗効果にもとずく電気信号変化を生ずるようにしであ
る。

前記第１の支持部材２２は起歪板２１と熱膨張のほぼ等
しい結晶化ガラスを用い、中央に円形状の通孔２２ａを
有する環状の部材に形成してあり、前記した起歪板２１
を前記円形状の通孔２２ａ上に接着支承し、起歪板２１
への周囲温度変化に対する影響を極力防止させている。

また第２の支持部材２３はステンレス製で第１の支持部
材２２よりは厚肉で、外径においても少し大きく形成し
、中央には下方を第１の支持部材２２の中央通孔２２ａ
より少し大きく形成した通孔があって、上方をさらにこ
れより大径のテーパーをもつ通孔と連通する段付通孔２
３ａを前記第１の支持部材２２の通孔２２ａと同心的に
穿設した環状の部材に形成して第１の支持部材２２を接
着支承している。

また該第２の支持部材２３上で、該第２の支持部材２３
と第１の支持部材２２の外周との間の円周にそって出来
た間隙２３ｂには適宜間隔をおいて５本の貫通孔を穿設
し、該貫通孔にリードピン２３ｃを挿着し、リードピン
２３ｃの頭部２３ｄを前記第２の支持部材２３の間隙内
に突設さゼて、一端を起歪板２１上の電極部２１ｂと接
続せるリード線を接続させるとともに、他方リードピン
２３ｃの他端２３ｅは第２の支持部材２３内側の大径の
テーパーをもつ通孔２３ａに突出させて、一端をコネク
ター２７の端子と接続せるリード線２３ｆに接続しであ
る。

ところで上記の如く起歪板２１と、第１、第２の支持部
材２２，２３とより構成した圧力−電気変換器２４は図
示せるごとくケーシング２５内に装着する。

前記ケーシング２５はステンレス製で、上部外方周縁部
を突出させたフランジ部２５ａと厚み方向下方に突出す
る中空環状垂下部２５ｂを有する有底円筒体である。

ケーシング２５の円周面には同心円状の段部２５ｃがあ
って、段部２５ｃより上方の内腔と段部２５ｃより下方
の内腔は同一軸心の円筒状に形成して、上方内腔の内径
を下方内腔の径より小にしてあり、下方内腔の内径は前
述した第２の支持部材２３の外径とほぼ同一に形成され
ていて、該段部２５ｃ上に前述した圧力−電気変換器２
４を安定よく嵌着せしめである。

また、前記圧力−電気変換器２４の起歪板２１および第
１、第２の支持部材２２．２３の上面とケーシング２５
の環状垂下部２５ｂの内側によって形成される僅小空間
には該環状垂下部２５ｂの端面２５ｄと同じ高さまで薄
肉膜状にシリコン樹脂を充填して弾力性（弾性率約５
Ｋｐ／ｃ７ＩＬ２）のある受圧膜層２５ｅ（厚さＱ、５
ｍｔｔｒ ）を形成し、該受圧膜層２５ｅによって外
部からの圧力を検知し、前述した圧力−電気変換器２４
の起歪板２１に伝達させるべき圧力伝達室としである。

また、ケーシング２５の外部上面は平板状の截頭円錐形
状に形成するとともにその頂部平坦面中心部には外部と
内部とを連通ずる連通孔２５ｆを穿設して内部に大気圧
を導入するようにしである。

上部外方周縁部に突出して形成されている環状フランジ
部２５ａはその下端面が平面で、その幅は前述したアダ
プタープラグ１０の上部端面１２の幅に等しく形成され
、さらに該フランジ部２５ａの上部外方周縁部の円周に
は等間隔をおいて穿設したボルト貫通孔２５ｇを前述し
たアダプタープラグ１０の上部端面１２の円周にそって
等間隔に穿設した袋状の螺孔１２ｂと一致せしめ、両孔
２５ｇ ｔ １２ｂ内にボルト２５ｈを挿着してケーシ
ング２５とアダプタープラグ１０とを螺着係止できるよ
うにしである。

前記環状垂下部２５ｂの外周面にはフランジ部２５ａか
ら該環状垂下部２５ｂの端面２５ｄに向って内縁が軸心
方向に向けて順次内径の小なる同心円状の段部２５ｉを
有する凸形状となし、前述したアダプタープラグ１０に
装置したとき該段部２５ｉによって該アダプタープラグ
１０の内側面と環状垂下部２５ｂの外側との間に少しの
円筒状間隙２５ｊを形設すべくなしている。

該間隙２５ｊは前述したアダプタープラグ１０の上部端
面１２に刻設した各溝１２ａと連通していて外部と内部
とを導通させるべくしている。

また環状垂下部２５ｂにおいては、フランジ部２５ａの
下端面より先端２５ｄまでの長さはアダプタープラグ１
０の上部端面１２から先端１３までの長さより少し長く
形成して、該環状垂下体２５ｂの先端２５ｄが突出する
ようにしである。

しかして、コネクター２７はケーシング２５の側壁に貫
通螺着２７ａしてあって、該コネクター２７のケーシン
グ２５内に臨む端子と前述したリードピン２３ｃとの間
をリード線２３ｆで接続し、該コネクター２７のケーシ
ング２５の外方に突出する側には表示回路３０のプラグ
３１が接続用きるようになっていて、該コネクター２７
より電気信号を取り出すのである。

表示回路３０は入力する電気信号を直流成分と交流成分
とに分離し別々に表示する回路であって第４図に示す如
く該表示回路３０は圧力−電気変換部２０のコネクター
２７を介して歪受感素子２１ａに接続している。

すなわち、表示回路３０のコネクター２７内には第１、
第２、第３、第４、第５の入力端子３１ａｔ３１ｂ＞３
１Ｃｔ３１ｄｔ３１ｅを有し、第１の入力端子３１ａは
接地、第４の入力端子３１ｄは電圧調整用可変抵抗３２
に接続する。

該電圧調整用可変抵抗３２は供給する電圧を所定の電圧
に調整する可変抵抗であって、一方の端子３２ａは前記
第４の入力端子３１ｄに他方の端子３２ｂは次段の電源
３３に接続する。

該電源３３は安定した直流電源であって一般電源交流１
００■を整流し、かつ電源変動に対し補償した直流電圧
を供給すべくした電源であり、該電源３３の端子３３ａ
は前記電圧調整用可変抵抗３２の他方の端子３２ｂに接
続する。

第２の入力端子３１ｂと第３の入力端子３１ｃとの間に
は電圧バランス調整用摺動抵抗３４を接続し、該電圧バ
ランス調整用摺動抵抗３４の摺動端子３４ａは次段の温
度補償回路３５に接続する。

該温度補償回路３５は温度変化によって遂次抵抗変化さ
せて、通過する電流を調整するものであって、固定抵抗
３５ａとサーミスター３５ｂを直列接続した回路よりな
り、前述した圧力−電気変換部２０の圧力伝達室に配し
たシリコン弾性体の温度変化による膨張、収縮が該圧力
−電気変換部２０の歪受感素子２１ａに与える影響およ
び受感素子自身の感度低下を補償するものであって該温
度補償回路３５の入力端子３５ｃは前段の電圧バランス
調整用摺動抵抗３４の摺動端子３４ａに接続し、出力端
子３５ｄは次段の差動増巾器３６に接続する。

該差動増巾器３６は第１、第２の入力端子３６ ａ 、
３６ ｂを有し、該第１、第２の入力端子３６ａ＞３６
ｂより入力する電圧信号を差算し、該差電圧を所定の増
中度でもって電圧増巾し、出力する機能を有し、該差動
増巾器３６の第１の入力端子３６ａは前段の温度補償回
路３５の出力端３５ｄに接続１、第２の入力端子３６ｂ
は前記した第５の入力端子３１ｅに接続する。

そして該差動増巾器３６の出力端子３６Ｃは次段の可変
コンデンサー３７と次段の平滑回路３８に各々接続する
。

該可変コンデンサー３７は直流成分をカットし、交流成
分のみ通過させる機能を有するとともに時定数（後述す
るレコーダー３９のもつ抵抗とて調整する）も調整でき
るもので該可変コンデンサー３７の入力端３７ａは前段
の差動増巾器３６の出力端子３６Ｃに接続し、出力端３
７ｂは次段のレコーダー３９に接続する。

該レコーダー３９はペン書きレコーダーと呼ばれるもの
で入力する電圧信号によってアナログ的に時間変化に追
従して記録紙上に記述してゆくものであって該レコーダ
ー３９の入力端は前段の可変コンデンサー３７の出力端
３７ｂに接続するものである。

また前記した平滑回路３８は交流成分を、直流成分に平
滑化させる機能を有し、チョークコイル３８ａと２個の
コンデンサー３ａｂ、３８ｃからなる回路であって該平
滑回路３８の入力端３８ｄは前段の差動増巾器３６の出
力端子３６Ｃに接続し、出力端３８ｅは次段の直流電圧
計３０１に接続する。

該直流電圧計３０１は入力する直流の電圧をアナログ表
示するとともに該直流電圧計３０１の表示部には加圧力
で刻示表示した等間隔目盛が付してあり、また目盛範囲
を適時拡大できるレンジ切替スイッチも付加されている
便利な計器であって該直流電圧計３０１の入力端３０１
ａは前段の平滑回路３８の出力端３８ｅに接続する。

なお、前記したレコーダー３９および直流電圧計３０１
の出力端は各々接地する。

しかして表示回路３０の第１、第２、第３、第４および
第５の入力端子３１ａ、３１ｂ、３１Ｃ２３１ｄ 、３
１ ｅは圧ガー電気変換部２０１こ配した歪受感素子２
１ａをブリッジ回路に接続した第５図（説明は省略する
）に示す回路の第１、第２、第３、第４および第５の出
力端子２１ａ、、２１ａ２゜２１ ａ３ 、２１ ａ４
ｔ ２１ ａ５、に接続するのである。

つぎに本実施例電圧計の作用効果について第６図々示の
実施態様とともに説明する。

まず、この電圧計をつかって頭蓋骨内の内圧および脈圧
を検知するにあたり、頭部の測定部位の頭蓋骨Ａに、中
心軸ができるだけ頭部の中心点と垂直になるように注意
をして穴Ａ１をあける。

次に被測定者によって頭蓋骨Ａの厚さが異なるので、頭
蓋骨の厚さを計測し、その厚さにあった厚さ寸法のアダ
プタープラグ１０を選択し該アダプタープラグ１０を前
記穴Ａ１に位置ずけるとともに、凸型形状の十字工具の
先端を該アダプタープラグ１０に配した十字型形状の溝
１２ａに押しあて回転させて装着し、該アダプタープラ
グ１０の先端１３が頭蓋骨Ａ下にある硬膜Ｂに達する位
置でアダプタープラグ１０を頭蓋骨Ａに螺着固定する。

引きつづき、該アダプタープラグ１０の貫通孔１１内に
圧力−電気変換部２０の先端受圧膜層２５ｅを測定部位
の頭蓋骨Ａ下の硬膜Ｂに対向させて、しかも硬膜Ｂに接
触させる態様で挿置するとともに、該圧力−電気変換部
２０のボルト孔２５ｇと該アダプタープラグ１０の袋状
の螺穴１２ｂとを相対させてボルト２５ｈによって両者
を螺着係止することになるが、このとき、該圧力−電気
変換部２０の先端２５ｄが該アダプタープラグ１０の先
端１３より少し突出するように形成しであるので、その
分だけ頭蓋骨Ａ下の硬膜Ｂを下方向により押し下げるよ
うになる。

この突出分は硬膜Ｂの張力と押圧力とを釣合せているた
めのもので、このことによって低い頭蓋骨内の内圧から
異常に高い内圧まで広範囲にわたって精度よく計測でき
るようにしたいわゆる補正手段である。

こうすることにより頭蓋骨Ａ下の硬膜Ｂを介して頭蓋骨
内の内圧および脈圧が圧力−電気変換部２０の先端２５
ｄに配した受圧膜層２５ｅに精確に伝えられ、該伝達さ
れた内圧および脈圧が圧力−電気変換器２４の起歪板２
１上に配した受感素子２１ａに伝達されて、電気信号に
変換され、該電気信号が表示回路３０に入力して直流成
分と交流成分に分離して表示される。

ちなみに、圧力−電気変換部２０が硬膜Ｂ上に押つけら
れた圧力は直流成分として表示され、また脈圧自体は交
流成分として表示される。

ところで、圧力−電気変換部２０に配した圧力−電気変
換器２４には、圧力を電気信号に変換する歪受感素子２
１ａを起歪板２１と一体的に形成しであるので超薄型、
超小型にでき、しかも高感度であるために微少な圧力変
化でも該圧力変化に比例した電気信号に忠実に変換する
ことができる。

さらに起歪板２１とこれを支承する第１、第２の支持部
材２２，２３とよりなる圧力−電気変換器２４をケーシ
ング２５内に装置し、該圧力−電気変換器２４の下面に
は所定の受圧面を有する薄肉で柔軟な所定の弾力性を有
する受圧膜層２５ｅである圧力伝達部が形成されている
ので、外部より受圧膜層２５ｅに圧力が加えられると、
該圧力は圧力伝達部内に内圧として伝達される。

ところで、圧力伝達部の周縁はケーシング２５の環状垂
下部２５ｂ１圧カー電気変換器２４の第１、第２の支持
部材２２，２３および頭蓋骨Ａ下の硬膜Ｂによって囲繞
されていて、自由膨張が最小限に拘束されているため、
該圧力伝達部に伝達された内圧力がほとんど緩和される
ことなく、減衰することもなく歪受感素子２１ａを配し
た起歪板２１に加えられることから、測定精度は非常に
よくなる。

まだ上述した受圧膜層２５ｅについて追記すれば、該受
圧膜層２５ｅは脳圧計を測定部位にセットする場合、頭
蓋骨に穴をあけた測定部位においては硬膜Ｂが頭蓋骨内
の内圧に相応して外方向へ突出し曲率を有した状態にな
っている。

この部分に直接に脳圧計の受圧面を押え付けると、通常
においては接触時に点接触となり集中応力が歪受感素子
に直接かかることから異常に高い出力電圧が発生してし
まうが、該受圧膜層２５ｅは所定の厚さど弾性係数を有
することからこの接触時の集中応力を緩和させている。

その上、圧力を電気信号に変換する起歪板２１上に配し
た歪受感素子２１ａは温度（こ対して非常に鋭敏である
ために室温である保管部所より体温的３７℃の生体に接
触押圧させた場合、室温から体温への急激な温度変化に
よってドリフトすることがあるが、該受圧膜層２５ｅで
は温度変化を直接歪受感素子２１ａに伝達することなく
一時的に温度上昇を緩和させているのである。

また受圧膜層２５ｅがシリコン樹脂で形成されているた
めに特に被測定者に異触感を与えず、よって、被測定者
の精神状態を刺激せず安定な状態に保つことも役立つ。

上記した圧力−電気変換部２０はそれ自体でその周縁を
手で把握して該圧力−電気変換部２０の先端２５ｄの受
圧膜層２５ｅを測定部位の硬膜Ｂに押し付けても成る程
度の内圧および脈圧を計測することができるが、しかし
手ぶれ等によって非常に不安定な保持状態となるため、
内圧および脈圧変化を的確に検知することは非常に難か
しい。

本発明にあっては圧力−電気変換部２０をアダプタープ
ラグ１０に装置し支持セしめた結合構成をとっているた
めに圧力−電気変換部２０を容易に所望の部位に保持す
ることができ被測定者が少しぐらい動いても確実に固定
されているので位置ずれすることはなく長時間安定して
保持できる。

しかも同一加圧力下に招ける脈圧の微細変化をも長時間
にわたり測定することができる。

その上時には頭蓋骨内の内圧および脈圧計測において、
比較的短時間の計測の他に、手術前および手術後の長時
間にわたる計測モニターがしばしば要求される。

本実施例においては、アダプタープラグ１０に圧力−電
気変換部２０を装置すると、アダプタープラグ１０の内
筒には段部２５ｉが形成してあって、該段部２５１によ
ってアダプタープラグ１０と該圧力−電気変換部２０の
環状垂下部２５ｂとの間に間隙が形成されるがその間隙
２５Ｊは該アダプタープラグ１０の上部端面１２に配し
た十字型形状の溝１２ａを介して外部へ連通しているの
で、たとえ計測中に血液等の体液が生体から滲み出して
きても該間隙２５Ｊ１溝１２ａを介して適時外部に排除
できるため、決して該圧力−電気変換部２０の受圧膜層
２５ｅと硬膜Ｂとの間には充満することはないので精確
な計測には非常に適したものである。

また、圧力−電気変換部２０に付加したコネクター２７
が水平方向に引き出す構成になっているのは頭蓋骨Ａの
穴Ａ１に対し、垂直方向よりとり出すと横にたおれやす
いという、いわゆる不安定さかのこり、この不安定さに
起因して前述した圧力−電気変換部の受圧膜層の押圧変
化が生じ、測定誤差の原因となることはもちろんのこと
さらには該不安定さが硬膜を損傷する原因ともなり、外
部からの感染で脳膜炎になるおそれがあるので、種々配
慮したもので、長時間安定して情報を得るようにしであ
る。

さらに本実施例ではアダプタープラグ１０およびケーシ
ング２５はステンレス製で形成しであるので強度的にも
つよく、かつ耐酸性、耐アルカリ性を有しているので血
液等人体の体液に対しても強いという利点がある。

かくして、頭蓋骨Ａ内の内圧および脈圧は圧力−電気変
換部２０の先端の受圧膜層２５ｅから伝播して半導体起
歪板２１上の歪受感素子２１ａのピエゾ抵抗効果に基づ
く電気信号に変換され、該電気信号はリードピン２３ｃ
およびコネクター２７を介して外部に導き出され表示回
路３０に出力する。

第４図図示の回路を前記圧力−電気変換部２０とアダプ
タープラグ１０とを併用した構成とした脳圧計と結合さ
せて用いたときには次に述べるような特別顕著な作用効
果をもたらすものであって、臨床医学の分野において貢
献するとと犬である。

第６図図示の脳圧計の出力信号は、従来公知の処理回路
を用いて、例えばオシログラフ上に脈圧形状を表示させ
て、これを観察する手段をとることも勿論可能であるけ
れども従来の回路では、脳−圧計の出力信号が押圧力の
変化による圧力−電気変換部２０の圧力伝達室の内圧の
変化分と、純粋な脈圧変化分との両信号の合さったもの
として出力されているため、押圧力との相関関係におい
て脈圧がどう変るかというようなことを検知しようとし
てもできない欠点があった。

しかしながら、この欠点は、すなわち圧力−電気変換部
２０の圧力−電気変換器２４は表示回路３０に配した安
定な電源３３より電圧調整用抵抗３２によって所定の直
流電圧にして前記圧力−電気変換部２０の歪受感素子２
１ａを配したブリッジ回路に供給する。

かくして圧力−電気変換部２０の歪受感素子２１ａのピ
エゾ抵抗効果により圧力変化が電気信号に変換されて、
表示回路３０に導かれる。

該表示回路３０では一方の入力信号は電圧バランス調整
用摺動抵抗３４および温度補償回路３５に入力する。

−該温度補償回路３５は前記圧力−電気変換器２４に配
したシリコン弾性体の温度変化による膨張、収縮の歪受
感素子２１ａに与える影響および受感素子そのものの感
度低下を補償させるために、温度変化によって遂次抵抗
変化させているので、温度変化に対する補償をした信号
は、次段の差動増巾器３６の一方の入力端子３６ａに入
力する。

他方の信号はそのまま差動増巾器の他方の入力端子３６
ｂに入力する。

該差動増巾器３６は第１、第２の入力端子３６ａ、３６
ｂに入力した電圧信号を差算し、所定の増中度で電圧増
巾し、出力する機能を有するものであるから、入力した
電圧信号は差算されるとともに所定の増中度でもって電
圧増巾され次段の可変コンデンサー３７と平滑回路３８
に出力する。

該可変コンデンサー３７は直流分をカットし、交流会の
み通過させる機能を有するので前段の差動増巾器３６の
出力信号に含まれる直流分はすべてカットされ、交流分
のみ次段のレコーダー３９に出力する。

該レコーダー３９は時間変化に追従して記録紙上に記載
していくものであって、前段可変コンデンサー３７から
の交流分の信号、すなわち圧力−電気変換部２０の受圧
膜層２５ｅを被測定体の頭蓋骨Ａ下の硬膜Ｂより押圧す
ることにより検知した脈圧信号が記述される。

また該平滑回路３８は、交流成分を直流成分に平滑化さ
せる機能を有するもので、前段の差動増巾器３６の出力
信号、に含まれる交流成分はすべて平滑化され、直流成
分にして次段の直流電圧計３０１に出力する。

該直流電圧計３０１は入力゛す゛る直流の電圧をアナロ
グ表示するとともに該直流電圧計３０１の表示部には加
圧力で刻示表示した等間隔目盛が付しであるので、前段
の平滑回路３８からの直流分の信号すなわち、圧力−電
気変換部２０の受圧膜層２５ｅを被測定体の頭蓋骨Ａ下
の硬膜Ｂ上より押圧することにより生ずる抑圧信号がア
ナログ表示されることになり、すなわちアナログ表示の
変化によって圧力−電気変換部２０の受圧膜層２５ｅを
被測定体の硬膜Ｂ上に押つける押圧力の程度が検知でき
る。

実施例の脳圧計を用いて第４図図示の回路によって頭蓋
骨内の内圧および脈圧変化を検知した臨床例の一部を紹
介すると第７図の通りである。

すなわち、第７図は脳圧計の圧力−電気変換部２０が頭
蓋骨下から硬膜下に押込まれる深さを横軸にとりたて軸
に頭蓋骨下の内圧の大きさをとって、該頭蓋骨下の内圧
および脈圧の変化をペンレコーダーにて表示したもので
、圧力−電気変換部２０の出力そのままを表示し、第７
図Ａは圧力−電気変換部２０の出力の内交流成分を分離
表示したものであって、第７図Ｂは該出力の内直流成分
を分離表示したものである。

この臨床例では圧力−電気変換部２０の先端を頭蓋骨下
を基準値零としこの位置より０．５〜１．０龍押込んだ
とき頭蓋骨内の内圧はほぼ一定の圧力の大きさを示すと
ともに鮮明な脈圧カゼ観察できた。

最も鮮明に観察できる押込深さは被測定体により異るか
ら、この脳圧計の使用にあたっては圧力−電気変換部２
０の押込深さを調整することによってもつともよい状態
を発見し、その状態を維持しながら長時間にわたって安
定した観察ができるので有用である。

このように第１実施例の脳圧計は被測定体の頭蓋骨下に
存在する生体膜である硬膜を破損することなしに頭蓋骨
内の内圧および脈圧を同時に計測することができ、また
この手段は非常に安全であって、短時間の計測だけでな
く、長時間の計測にも適しているので脳外科、脳神経外
科の分野では非常に有効である。

ただ第１実施例の脳圧計は計測時において操作上に少し
不便な点がある。

すなわち、アダプタープラグ１０に圧力−電気変換部２
０を装着すると該アダプタープラグ１０の先端より突出
する該圧力−電気変換部２０の程度が一義的に固定され
てしまうことである。

ところで測定部位は被測定体の年令、性別、個人差によ
って、測定部位である頭蓋骨の厚さおよび硬膜の弾力性
等が種々変わるため、第１の実施例の脳圧計を最適な条
件に設定しようとすると被測定体に相応して、その都度
圧力−電気変換部２０をアダプタープラグ１０よりはず
し、両者間に適当な厚さを有するスペーサーを挿入し、
圧力−電気変換部２０の突出程度を調整するか、また新
たに被測定体に相応するアダプタープラグ１０を用意し
取りかえる等の操作が必要となり、いずれにしても簡単
には調整することができない不便さがある。

そこでこのような操作上の困難さに鑑み簡単に調整出来
るように前述した脳圧計のアダプタープラグ１０と圧力
−電気変換部２０との間に中間リング４０と回転部材５
０とを介在させて圧力−電気変換部２０を被測定体の頭
蓋骨の厚さおよび硬膜の弾力性等に応じて上下方向に摺
動自在に移動させることによって、上述の測定時の操作
上の不便さを改善した。

以下第２実施例の脳圧計を第８図を用いて説明するが、
該脳圧計の説明に当り前述した第１実施例の脳圧計と同
一部分については同一符号を付し詳しい説明は省略する
。

第２実施例の脳圧計は人体の頭蓋骨に穴をあけて、紋穴
に螺着して固定するアダプタープラグ１００と該アダプ
タープラグ１００に装着され、頭蓋骨内の内圧および脈
圧を電気信号として検知する圧力−電気変換部２００と
前記したアダプタ−プラグ１００と圧力−電気変換部２
００との間に装着されて、該圧力−電気変換部２００の
上下方向の摺動のみ自在とした中間リング４０と該中間
リング４０に回転自在に嵌着するとともに前述した圧力
−電気変換部２００を内装し、回転によって該圧力−電
気変換部２００を上下方向に移動させるようにした回転
部材５０と前述した圧力−電気変換部２００の出力を表
示する表示回路３０からなる。

すなわち、人体の頭蓋骨の穴に螺着固定するアダプター
プラグ１００はステンレス製で形成されていてその形体
は前述した第１実施例の電圧計のアダプタープラグ１０
とほぼ同様の形状を有しているが、該アダプタープラグ
１００の内腔に特に後述する中間リング４０を装置させ
るために段部１０１を形設しである。

ところで該アダプタープラグ１００の上部端面１２は平
坦面で、該上部端面１２から下部端面１３にむかって外
周壁は前記第１実施例のアダプタープラグ１と同じく先
細となるようにテーパー１４がついていて、かつ、テー
パー面上には凸形状の螺糸１４ａが設けてあって、人体
の被測定部である頭部の頭蓋骨に容易に螺着係止できる
ようにしである。

該アダプタープラグ１００の内腔の内周面には同心円状
の段部１０１があって、該段部１０１より上方の内腔と
段部１０１より下方の内腔とは同一軸心の円筒状に形成
されていて、下方の内腔の内径は後述する圧力−電気変
換部２００のケーシング２０１の外径よりも大きく、該
圧力−電気変換部２００をアダプタープラグ１００内に
装着したとき、該アダプタープラグ１００の内周面と該
圧力−電気変換部２００のケーシング２０１の外周面と
の間に少しの円筒状の間隙２５Ｊが形成されるようにな
っている。

この間隙２５ｊはアダプタープラグ１００の側壁で等間
隔に配した外周面より内周面に貫通する通孔１０２と連
通し外部と内部を導通状態となしている。

前述した一方の上方の内腔はその内径が前記した下方の
内腔の内径よりも犬で、かつ、後述する中間リング４０
の外径とほぼ同一の径とし、該内腔の側壁には外周面よ
り内周面に等間隔をおいて貫通する線孔１０３を穿設し
、該線孔１０３にネジ１０３ａが螺挿されていて、後述
する中間リング４０が該アダプターリング１００内の段
部１０１上に安定よく嵌着し、さらに係止できるように
しである。

ところで前記アダプターリング１００内に嵌着されてい
る中間リング４０はステンレス製で上部外方周縁部を突
出させたフランジ部４１を肴し、上部端面４２および下
部端面４３は平坦面で、該中間リング４０の外側壁径は
前述したアダプターリング１００の上方の内腔径とほぼ
同一に形成し、また該中間リング４０の軸心には該上部
端面４２から下部端面４３に貫通する軸心にそった同心
円状の通孔４４を有する円筒体である。

該中間リング４０の通孔４４の下部端面４３の近傍の内
側壁には内側方向に突出した打込みピン４５を形設し、
また上記した通孔４４の孔径は後述する圧力−電気変換
部２００のケーシング２０１の外径とほぼ同一の径とし
てあって、該圧力−電気変換部２００の装着時には上下
方向の摺動移動を自在となすべくしている。

該中間リング４０の上部端面４２に形設したフランジ部
４１は円形状で周縁部より外方に突出していて回転部材
５０を支承すべくしている。

前記中間リング４０に支承された回転部材５０はステン
レス製で第１、第２の回転部材５１．５２よりなる。

第１の回転部材５１は上部端面５１ａおよ゛び下部端面
５１ｂが平坦で該回転部材５１の軸心には上部端面５１
ａから下部端面５１ｂに貫通する同心円状で内側面に螺
糸を形設した通孔５１ｃを穿設しである。

該通孔５１ｃの内径は後述する圧力−電気変換部２００
のケーシング２０１の外側壁径とほぼ同一の径とし、該
圧力−電気変換部２００を螺挿すべくなしている。

該回転部材５１の外側壁には円周側面上に等間隔をおい
て袋状の線孔５１ｄが穿設されていて、該外側壁の外径
は前述した中間リング４０の上部端面４２の外径とほぼ
同一の径となし、第２の回転部材５２と嵌合させるべく
しである。

前述した第１の回転部材５１に嵌合した第２の回転部材
５２はステンレス製の下部内方周縁部を突出させたフラ
ンジ部５２ａを有し上部端面５２ｂおよび下部端面５２
Ｃは平坦で軸心方向の厚さは前述した第１の回転部材５
１のその厚さより厚く、前記両端面５２ ｂ ｔ ５２
ｃの軸心には貫通孔５２ｄが軸心にそって同心円状に
穿設してあり、また上記した貫通孔５２ｄの内径は前述
した第１の回転部材５１の外側壁とほぼ同一の径を有す
る円筒体である。

該回転部材５２の外側壁面上は周円にそって等間隔をお
いてボルト貫通孔５２ｃが穿設してあり、前述した第１
の回転部材５１の外側壁の周円にそって等間隔に穿設し
た袋状の線孔５１ｄと一致せしめ、両孔５１ｄｔ５２ｅ
内にボルト５２ｆを挿着することにより第１、第２の回
転部材５１．５２を螺着係止できるようにしである。

該回転部材５２の下部端面５２ｃに配したフランジ部５
２ａは円形状で周縁部より内方に突出していて該フラン
ジ部５２ａの内径が前述した中間リング４０のフランジ
部４１の外径よりも少し小さく形成してあってその径の
違いにより両者を係合させるべくしである。

しかして第１および第２の回転部材５１，５２は一体的
に回転するよう結合されていて図示の如く前述した中間
リング４０に支承されながら、該中間リング４０の上部
端面５２上で摺動回転するようにしである。

ところで該回転部材５０および中間リング４０には圧力
−電気変換部２００が装着される。

該圧力−電気変換部２００は外部圧力を電気信号に変換
するもので、ケーシング２０１と圧力−電気変換器２４
よりなっている。

該ケーシング２０１はステンレス製で前述した中間リン
グ４０および回転部材５０の軸方向の長さより長い円筒
体であって、該ケーシング２０１の内腔の内周面には同
心円状の段部２０２があり、該段部２０２より上方の内
腔と段部より下方の内腔は同一軸心の円筒状に形成され
ていて上方の内腔の内径は下方の内腔の内径より小で、
下方の内腔には圧力−電気変換器２４が該段部２０２下
に安定よく嵌着せしめである。

なお、圧力−電気変換器２４については前記第１の実施
例の脳圧計に装着されている圧力−電気変換器２４と同
一であるので詳細な説明はここでは省略する。

該ケーシング２０１の外周壁と上方の内腔の側壁との間
の肉厚部には軸心に平行で一端を上部端面に開口し、他
端を上方の内腔に開口する連通孔２０３が穿設してあっ
て、該連通孔２０３によって外部より内部に大気圧を導
入すべくしである。

該ケーシング２０１の外側壁には麻糸２０４がその上部
端面より軸心方向の長さのぼぼ中間位置までの間に形設
してあり、さらに該外側壁には一条の凹状溝２０５が軸
心に平行で上部端面２０６から下部端面２０７の近傍ま
での間に刻設してあって、前述した中間リング４０およ
び回転部材５０に装着されたときには該ケーシング２０
１の凹状溝２０４は中間リング４０に形設した打込みピ
ン４５が嵌着し、さらに該ケーシング２０１の麻糸２０
４は回転部材５０に形設した麻糸５１ｃと螺着し、よっ
て圧力−電気変換部２００の回転移動を停止して、上下
方向の移動のみ自在とするようにしである。

しかしてコネクター２７は該ケーシング２０１の上部端
面２０６で上方の内腔に螺着２７ａしてあって、該コネ
クター２７のケーシング２０１内に臨む端子と圧力−電
気変換器２４のリードピン２３ｃに接続し該コネクター
２７のケーシング２０１の外方に突出する側には前述の
第１の実施例の脳圧計の表示回路３０のプラグ３１に接
続出来るようにしてあって、該コネクター２７より電気
信号を取り出すようにしである。

上述した第２の実施例の脳圧計を用いて頭蓋骨内の内圧
および脈圧を検知するにあ・たり、前述した第１の実施
例にて説明した如く、頭部の測定部位の頭蓋骨に中心軸
ができるだけ頭部の中心点と垂直になるように注意をし
て穴をあける。

そして、まず、アダプタープラグ１００を前記した穴に
位置ずけるとともに工具でもって回転させて装着し、該
アダプタープラグ１００の先端が頭蓋骨下にある硬膜に
達する位置でアダプタープラグ１００を頭蓋骨に螺着固
定する。

この時、該アダプタープラグ１００の選択に関しては第
１実施例で説明した如く被測定者によって頭蓋骨の厚さ
を計測して、その厚さにあった厚さ寸法のアダプタープ
ラグ１００を装着するほど厳密にする必要はない。

引きつづき、該アダプタープラグ１００の貫通孔１１内
に、中間リング４０によって上下方向のみ摺動自在に拘
束され、しかも回転部材５０に螺合している圧力−電気
変換部２００を該変換部２００の先端受圧膜層２５ｅを
測定部位の頭蓋骨下の硬膜に対向さセで挿着し、アゲブ
タ−リング１００の側壁に穿設した線孔１０３のネジ１
０３ａで係止する。

しかして、回転部材５０を回転させて、該圧力−電気変
換部２００を上下方向に摺動移動させ、該圧力−電気変
換部２００の受圧膜層２５ｅをアダプターリング１００
の先端より突出させて頭蓋骨下の硬膜を下方に押し下げ
、硬膜の張力と押圧力とを釣合せるように調整する。

こうすることにより頭蓋骨下の硬膜を介して頭蓋骨内の
内圧および脈圧は圧力−電気変換部２００の先端に配し
た受圧膜層２５ｅに精確に伝達され、該伝達された内圧
および脈圧が圧力−電気変換部２００の起歪板２１上に
配した歪受感素子２１ａに伝播し電気信号に変換されコ
ネクター２７を介して表示回路３０に入力する。

表示回路３０に入力した電気信号は直流成分と交流成分
とに分離され、該直流成分は内圧を、該交流成分は脈圧
をそれぞれ表示するのである。

このように、本第２の実施例の脳圧計は被測定体の年令
、性別、個人差によって種々変化する頭蓋骨の厚さおよ
び硬膜の弾力性等に相応して最も鮮明な観察ができるよ
うに簡単に調整ができしかもその状態を長時間にわたり
維持できるものであり、さらに押圧力の変動にともなう
被測定体の脈動変化の状態もあわせて検知することがで
き非常に有効なものである。

以上本発明につき実施例をあげて説明したが、本発明は
前述した実施態様に限定されるものではなく、さらにい
くつかの実施態様をとりうるものである。

例えば、第１実施例において、アダプタープラグ１０と
圧力−電気変換部２０のケーシング２５とは別々の構成
にしたが何も別々の構成にする必要はなく一体の構成に
しても何らさしつかえはない。

また第１実施例のアダプタープラグ１０およびケーシン
グ２５、第２実施例のアダプターリング１００、中間リ
ング４０、回転部材５０、およびケーシング２０１をそ
れぞれステンレス製で形成した例を示したが何もこれに
限定するものではなく、要するに血液等体液によって腐
蝕しない材料であれば例えばジュラルミン、合成樹脂等
の耐酸化性、耐アルカリ性を有する材料で置換してもよ
い。

さらに第１実施例および第２実施例の脳圧計の圧力−電
気変換部２００の変換器２４に半導体の圧力−電気変換
素子を用いたがこれに限定するものではなく、差動トラ
ンス、フォイルゲージ等を使用しても何らさしつかえは
ない。

またさらに、第１、第２実施例の脳圧計を人体の頭蓋骨
内の内圧および脈圧の測定に使用したが、いぬ、ねこ等
の動物に使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例脳圧計の圧力−電気変換部の斜視図
、第２図は同実施例脳圧計のアダプタープラグの斜視図
、第３図は同実施例脳圧計の断面図、第４図および第５
図は本発明の実施例脳圧計の表示回路を示す結線図、第
６図は前記実施例脳圧計の使用態様を示す説明図、第７
図、第７図Ａ、第７図Ｂは前記実施例脳圧計を用いて人
体の頭蓋骨内の内圧および脈圧を検知した実例を示す線
図、第８図は第２実施例脳圧計の断面図である。 図中、１０・・・・・・アダプタープラグ、２０・・・
・・・圧力−電気変換部、３０・・・・・・表示回路、
４０・・・・・・中間リング、５０・・・・・・回転部
材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸心にそった通孔を有し、被測定体の頭蓋骨に嵌着
   係止するようにしたアダプタープラグと、該アダプター
   プラグの軸心にそった通孔に内挿し、前記アダプタープ
   ラグの内周壁との間に間隙を設け、該間隙を通じて体液
   を外部に排出できるように配設した圧力−電気変換部と
   、 該圧力−電気変換部の先端に設け、頭蓋骨下の硬膜に抑
   圧接触せしめる弾力性ある受圧膜層と、該受圧膜層に接
   触させて配設した圧力−電気変換器とよりなるセンサ一
   部と、 該センサ一部の上記圧力−電気変換器からの出力を表示
   する表示回路と、 よりなることを特徴とする脳圧計。 ２ 軸心にそった通孔を有し、被測定体の頭蓋骨に嵌着
   係止するようにしたアダプタープラグと、該アダプター
   プラグの軸心にそった通孔に内挿し、前記アダプタープ
   ラグの内周壁との間に間隙を設け、該間隙を通じて体液
   を外部に排出できるように配設した圧力−電気変換部と
   、 前記アダプタープラグと前記圧力−電気変換部との間に
   装着され、該圧力−電気変換部の上下方向の摺動のみ自
   在とした中間リングと、 該中間リングに回転自在に嵌着するとともに、回転によ
   って前記圧力−電気変換部を上下方向に移動させるよう
   にした回転部材と、 前記圧力−電気変換部の先端に設け、頭蓋骨下の硬膜に
   押圧接触せしめる弾力性ある受圧膜層と、該受圧膜層に
   接触させて配設した圧力−電気変換器とよりなるセンサ
   一部と、 該センサ一部の上記圧力−電気変換器からの出力を表示
   する表示回路と、 よりなることを特徴とする脳圧計。