JPS61217131A

JPS61217131A - 生体末梢部の脈波検出装置

Info

Publication number: JPS61217131A
Application number: JP5916885A
Authority: JP
Inventors: 皆田　則幸; 中川　常雄
Original assignee: Nippon Colin Co Ltd
Current assignee: Nippon Colin Co Ltd
Priority date: 1985-03-22
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1986-09-26
Also published as: JPH0526488B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、指や耳などの生体末梢部における生体の心拍
に同期した脈波を光学的に検出する脈波検出装置に関す
るものである。

（従来の技術）　　　　　　′ 従来より、生体末梢部に光を照射することにより得られ
る抹消部からの透過光または反射米の変化に基づいて、
生体の心拍に同期、した脈波（血流量の変化）を光学的
に検出する脈波検出装置が知られている。そして、この
ような脈波検出装置で。

は、一般に、生体抹消部の脈波検出対象部位および／ま
たはその部位の近傍を圧迫力が一定の圧迫手段にて圧迫
することによりＳ、／Ｎ比の大きい脈波信号を得ること
が考えられている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、そのように脈波検出対象部位を圧迫力が一定の
圧迫手段で圧迫する形式の従来の脈波検出装置では、生
体抹消部の形状や固体差等に起因して生体に対して常に
適正な圧迫圧が得られるとは限らず、脈波を精度よくか
つ充分なＳ／Ｎ比で検出できないこともあった。

（問題点を解決するための手段）本発明はこのような事情を背景に為されたものであり、
その要旨は、前述のような脈波検出装置において、＋ａ
）生体末梢部の脈波検出対象部位および／またはその部
位の近傍を圧迫する圧迫手段と、（ｂ）その圧迫手段の
圧迫圧を脈波が大きく得られるように調節する圧迫圧調
節手段とを設けたことにある。

（作用および発明の効果）このようにすれば、光が照射される生体末梢部の部位お
よび／またはその部位の近傍を圧迫する圧迫圧は、圧迫
圧調節手段により脈波が大きく得られるように適切に調
節されるので、生体抹消部の形状や固体差等に拘らず常
にＳ／Ｎ比の高い大きな脈波が検出され得るのである。

すなわち、透過光または反射光は抹消部内の血球数の増
減、すなわち血液量の増減とともに変化するのであるが
、圧迫圧が大きすぎると血液が脈波検出対象部位から押
し退けられて充分な脈波信号が得られなくなり、逆に圧
迫圧が少なすぎると抹消部内の血液量が多くなって血球
の増減に対応した変化が検出され難くなる。本発明によ
れば、その血球の増減が最も容易に検出される圧迫圧に
調節されるのである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は指を対象として末梢部の脈波（血流量の変化）
を検出する指尖脈波検出装置を示すものである。図にお
いて、１０は指挿入孔１２を有するハウジングであり、
指挿入孔１２を挟んで対向する位置に一対の投光器１４
と受光器１６とを備えている。投光器１４は発光ダイオ
ードやランプ等の発光素子を備え、制御部１８からの投
光信号によって駆動されて、赤色光乃至赤外波長の一定
周波数の光を一定の強度で受光器１６に向かって照射す
るようになっている。一方、受光器１６はフォトトラン
ジスタやフォトダイオード、ＣｄＳセル等の受光素子を
備えており、指挿入孔１２内に挿入された指を透過した
投光器１４からの光を受光し、その受光量に応じた脈波
信号を制御部１８に供給する。

投光器１４はハウジング１２に対して固定されているが
、受光器１６は支持袋２０によって支持されており、支
持袋２０内の空気圧に応じて投光器１４に対して接近・
離間させられるようになっている。この支持袋２０は電
磁切換弁２２に接続されており、電磁切換弁２２は制御
部１８からの励磁信号に従い、支持袋２０をポンプ２４
に接続する昇圧許容状態と、大気に開放する降圧許容状
態と、それらの何れにも接続しない圧力保持状態との三
状態に切り換えられるようになっている。

つまり、電磁切換弁２２を切換制御して支持袋２０内の
空気圧を昇降制御することにより、受光器１６を投光器
１４に対して相対移動させて、それらの間に介在させら
れる指の脈波検出対象部位を圧迫し得るようになってい
るのである。なお、図中、２６は空気圧を蓄積するアキ
ュムレータであり、２８は電磁切換弁２２に供給する空
気圧を一定に保つためのリリーフ弁である。また、３２
はフィルタである。

′また、制御部１８は、各種の駆動回路、　Ａ／Ｄコン
バータ、および第２図のフローチャートに従って作動す
るマイクロコンピュータを備え、前記投光器１４．電磁
切換弁２２．およびポンプ２４を回転駆動するモータ３
０を駆動制御するとともに、受光画工６からの脈波信号
を処理して指尖脈波を記録表示するようになっている。

以下、第２図のフローチャートに従って本実施例装置の
作動を説明する。

ハウジング１０の指挿入孔１２内に指が挿入され、プロ
グラムがスタートとすると、ステップＳ１においてポン
プ２４が駆動され、アキュムレータ２６に空気圧が蓄積
させられる。また、投光器１４に投光信号が供給されて
指の脈波検出対象部位に光が照射されるとともに、電磁
切換弁２２が昇圧許容状態に切り換えられる。ステップ
Ｓ２では、ステップＳ１での電磁切換弁２２の切換設定
後、予め設定された一定時間Ｔ０が経過したか否かが判
断され、それが肯定されると続くステップＳ３でそのと
きの脈波信号（正確には、最大振幅値）Ａｏが検出され
る。なお、上記時間Ｔ０は平均的形状の生体の脈波検出
対象部位に対して適正な圧迫圧を与え得る長さに設定さ
れている。

ステップＳ３の次に実行されるステップＳ４では、ステ
ップＳ３の終了後予め設定された微少時間ΔＴが経過し
たか否かが判断され、それが肯定されると、ステップＳ
５においてそのときの脈波信号Ａ１が検出されるととも
に、電磁切換弁２２が圧力保持状態に切り換えられる。

そして、続（ステップＳ６においてステップＳ３および
ステップＳ５で検出された脈波信号Ａ０とＡ１とが比較
され、それらが等しい場合にはステップＳ７が、Ａ□の
方が大きい場合にはステップＳ８が、またＡｏの方が大
きい場合にはステップＳ９がそれぞれ実行される。

ＡｏおよびＡ、の大きさが等しい場合は指が適正な圧力
で圧迫されているときであり、したがってステップＳ７
では支持袋２０内の圧力がその時の圧力に保持された状
態で脈波が予め定められた期間または数だけ検出され、
記録表示される。このようにして検出された脈波は血圧
測定、血圧モニタ、脈拍数の計測等に用いられる。そし
て、このステップＳ７の終了後、続くステップＳＩＯに
おいて電磁切換弁２２が降圧許容状態に切り換えられ、
支持袋２０内の空気が排出されてプログラムが終了する
。

また、ステップＳ６においてＡ、の方が大きいと判断さ
れた場合は、適正な圧迫圧がその時の圧力かそれよりも
大きい圧力であるから、この時にはステップＳ８におい
て電磁切換弁２２がさらに微少時間ΔＴだけ昇圧許容状
態に設定され、支持袋２０内の圧力が一定微少圧力ΔＰ
だけ高められる。そして、その昇圧後、ステップ３１１
において新たな脈波信号Ａ、が検出され、続くステップ
Ｓ１２においてその新たに検出された脈波信号ＡＬが昇
圧前の脈波信号ＡＬ−１（ａ初はＡ１と比較される）よ
り小さくなったか否かが判断される。

この判断の結果が否定である場合には、ステップ３８以
下が再び実行され、肯定になった時、ステップＳ１３が
実行される。このステップ３１３では電磁切換弁２２が
６１時間だけ降圧許容状態に設定され、支持袋２０内の
圧力がΔＰだけ低下させられる。つまり、最も高い脈波
信号を検出できるように圧迫圧が最終的に設定されるの
である。

そして、このステップ５１３の終了後、前記ステップ８
７以下が実行されて脈波が記録表示される。

一方、Ａｏの方が大きい場合は、上述の場合とは逆に、
適正な圧迫圧は支持袋２０内の圧力がより小さい圧力の
とき得られるため、ステップＳ９では電磁切換弁２２が
６１時間のあいだ降圧許容状態に設定され、支持袋２０
内の圧力がΔＰだけ低下させられる。そして、その降圧
後、ステップＳ１４において新たな脈波信号Ａ、が検出
され、続くステップ３１５においてその新たな脈波信号
Ａ、が降圧前の脈波信号ＡＬ−１（最初はＡりより太き
（なったか否かが判断される。この判断結果が否定の間
は上記ステップ８９以下が繰り返し実行されるが、肯定
されるとステップＳ１６が実行され、電磁切換弁２２が
６１時間のあいだ昇圧許容状態に設定されて、支持袋２
０内の圧力がΔＰだけ昇圧される。その後、前記ステッ
プ８７以下が実行されてプログラムが終了する。

以上説明したように、本実施例では、支持袋２０内の圧
力が、一旦、指を適正な圧力で圧迫すると思われる大き
さに設定され、実際に適正な圧迫圧が得られていると確
認された場合にはそのまま脈波が検出されるが、適正な
圧迫圧がそれよりも高いような場合や、あるいは低いよ
うな場合には、適正な圧迫圧が得られるように支持袋２
０内の圧力が補正された後、脈波が検出されるようにな
っているため、生体の固体差等にかかわらず、常に措尖
脈波を高い精度で計測することができる。なお、前述の
説明から明らかなように、本実施例では、ステップ８２
〜３１６のうちのステップＳ７および３１０を除く部分
、および前記電磁切換弁２２等から圧迫手段である支持
袋２０内の圧力を調節する関節手段が構成されている。

以上、本発明の一実施例を説明したが、これは文字通り
例示であり、本発明はこのような具体例に限定して解釈
されるものではない。

例えば、前記実施例では、脈波検出対象部位に対する圧
迫圧が一旦通正と思われる大きさに設定されるとともに
、その設定圧力およびその近傍の２点で検出された脈波
信号の大きさから、適正な圧迫圧がその圧力よりも大き
いか小さいかが判断され、その判断結果に基づいて支持
袋２０内の空気圧が制御されることにより、圧迫圧が適
正な大きさとなるように調節されるようになっていたが
、支持袋２０内の空気圧を低い圧力から上昇させる過程
で得られる脈波信号が最大となる時の圧力を圧力センサ
を用いて求め、支持袋２０内の空気圧をその求めた圧力
に設定することにより、適正な圧迫圧を得るようにして
もよい。また、それとは逆に、支持袋２０内の圧力を一
旦比較的高い圧力に設定した後、その圧力を徐々に低下
させて、その過程で得られた脈波信号に基づいて最大と
なる脈波信号の得られる圧力を圧力センサを用いて求め
、支持袋２０内の空気圧をその圧力に設定して適正な圧
迫圧を得るようにすることも可能である。

また、第２図の実施例のステップＳ１３および３１６を
省略しても良く、またステップＳ２の一定時間ＴＯを短
くして、脈波が大きくなっていく傾向の時に脈波を検出
するようにすれば、ステツブＳ９乃至３１６は不要とな
る。

また、前記実施例では、受光器１６が位置固定の投光器
１４に対して移動させられることにより、脈波検出対象
部位に対する圧迫圧が調節されるようになっていたが、
逆に位置固定の受光器に対して投光器を移動させること
によって圧迫圧を調節するようにしても差支えなく、さ
らにはそれら投光器１４と受光器１６とを共にハウジン
グ１０に対して移動可能とし、圧迫時にそれらを個々に
脈波検出対象部位に押し付けるようにすることも可能で
ある。

また、前記実施例では、受光器１６を支持する支持袋２
６内の空気圧が制御されることによって脈波検出対象部
位に対する圧迫圧が調節されるようになっていたが、受
光器１６あるいは投光器１４を脈波検出対象部位に向か
って常時付勢するバネを設ける一方、そのバネの変位量
を電動モータで調節し得るようにし、その電動モータの
回転量を制御してバネの変位量を制御することにより、
測定対象部位に対する圧迫圧を調節するようにしてもよ
い。

また、前記実施例では、指の脈波検出対象部位を透過し
た透過光に基づいて指尖脈波を検出する透過型の指尖脈
波検出装置に本発明が適用されていたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、指からの反射光に基づいて
指尖脈波を検出する反射型の指尖脈波検出装置や、耳な
どの他の末梢部を対象とする脈波検出装置にも適用する
ことが可能である。

更に、圧迫場所は光が照射されて透過光または反射光が
取り出される脈波検出対象部位のみならず８、その近傍
であっても一応の効果が得られるのである。

その他、−々列挙はしないが、本発明がその趣旨を逸脱
しない範囲内において種々なる変形、改良等を施した態
様で実施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図であり、第２図
はその作動を説明するためのフローチャートである。１２：指挿入孔　　　　１４：投光器１６：受光器　゛２０：支持袋（圧迫手段）２２：、電磁切換弁出願人　株式会社　日本コーリン第１図

Claims

【特許請求の範囲】生体末梢部に光を照射することにより得られる該末梢部
からの透過光または反射光の変化に基づいて、生体の心
拍に同期した脈波を光学的に検出する脈波検出装置にお
いて、前記生体末梢部の脈波検出対象部位および／またはその
部位の近傍を圧迫する圧迫手段と、該圧迫手段の圧迫圧
を前記脈波が大きく得られるように調節する圧迫圧調節
手段とを設けたことを特徴とする生体末梢部の脈波検出装置。