JPS61226018A - 脈拍数計 - Google Patents

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】 「産業上の利用分野］ 本発明は、医用工学の分野で使用され、特に運動中の動
脈の単位時間当りの脈拍数や脈拍周期詩間等を測定する
場合に好適な脈拍数計に関するものである。

［従来の技術］ 脈拍を検出する検出器としては、従来から血圧計などに
使用されているカフ内圧力検出器が考えられる。圧力検
出器及びコロトコフ音検出用マイクロホンを利用して動
脈圧を測定する従来の血圧計では、患者の体の表面に圧
迫カフを取り付け、動脈の収縮値と弛緩値とを含む範囲
でカフ内の圧力を変えると共に、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
れた時と消えた時のカフ内の圧力を測定している。

この圧力検出器は気体圧力をチューブを通して直接ダイ
ヤフラムに加え、絶対圧を測定する所謂ストレインゲー
ジ式のものが多く、カフ内の圧力を平均化した絶対値を
測定するためのものであり、脈拍による微小な圧力変化
を検出するには適していない。その理由は、加圧された
カフ内の脈拍による圧力の変動が、大墨の空気とカフ壁
に吸収されてしまうために、カフ内の圧力検出器には忠
実に伝達し難くなるからである。

このような欠点を改善するため、最近においては生体の
皮膚の表面から脈拍を検出する機械的検出器が提案され
ている。これはペレットと称する振動片を介して生体の
接触面の拍動振動を検出器に伝達するようにしたもので
あるが、機械的振動部品を有するため基本的に構造が複
雑化すると共に部品点数も多くなり、かつ高い組立精度
を要し相当なコスト高になるという欠点を持っている。

［発明の目的］ 本発明の］」的は、このような複雑な機構を要する従来
の機械的検出器に代えて、空気圧検出用の半導体圧力セ
ンサを用いることにより、機構的に簡易でコストが安く
、しかも生体の運動中における動脈の脈拍を皮膚の１−
から検出することが［ｊｆ能な確度の高い脈拍数計を提
供することにある。

［９：、明の概要］ ト述の目的を達成するだめの本発明の要旨は、圧力セン
サのダイアフラムをエアパイプ内に配置し、前記エアパ
イプの先端に嵌合したエアバルーンを介して、接触圧を
前記エアパイプ内に伝達する検出機構を備えたことを特
徴とする脈拍数計である。

［発明の実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図はこの脈拍数計の断面図、第２図は底面図、第３
図は平面図を表している。本実施例において、ハウジン
グｌの内部には生体の同一動脈−にに並べられるように
配置された２相の脈拍検出機構が設けられている。即ち
、プリント基板２に適当な間隔を隔てて２つの半導体か
ら成る圧電素子３ａ、３ｂが取り付けられ、これらの圧
電素子３ａ、３ｂにはダイヤフラム４ａ、４ｂがそれぞ
れ旧設されている。また、夕゛イヤフラム４ａ、４ｂの
周囲にエアパイプ５ａ、５ｂが配置されており、エアパ
イプ５ａ、５ｂ内に空気圧が加わるとダイヤフラム４ａ
、４ｂが変形して、圧電素子３ａ、３ｂから電気信号が
出力されるようになっている。また、エアパイプ５ａ、
５ｂにはそれぞれ鍔６ａ、６ｂを有する繭玉型の小型エ
アバルーン７ａ、７ｂが嵌め込まれており、鍔６ａ、６
ｂはエアパイプ５ａ、５ｂの各先端に気密に接着されて
いる。なお、このエアバルーン７ａ、７ｂは内部に空気
の入った極めて薄いシリコン又は高分子ゴム等で造られ
ていて、機械的インピータンスは非常に高く変形の極め
て少ないものが用いられている。

これらのエアバルーン７ａ、７ｂの下部先端は、生体と
の接触面となるハウジング１の底面と同一面に位置して
おり、生体の動脈の血流によってエアバルーン７ａ、７
ｂの下部先端に力が加わると、エアバルーン７ａ、７ｂ
が押され、エアパイプ５ａ、５ｂの内圧が上昇して圧電
素子３ａ、３ｂから電気信号が得られる。

エアパイプ５ａ、５ｂ内の空気の絶対量はかなり少なく
できるから、エアバルーン７ａ、７ｂの先端が生体に接
触して振動するときの圧力伝達効率を高くすることがで
きる。場合によっては、ダイヤフラム４ａ、４ｂの先端
がそれぞれエアバルーン７ａ、７ｂの−１一端に接触し
てもよい。

圧電素子３ａ、３ｂを取り付けたプリンＩ・基板２には
、それぞれの電子回路８ａ、８ｂ及び表示器９が取り付
けられ、ハウジング１の」二面には表示窓１０が設けら
れている。表示窓１０には、２個の脈拍チェックランプ
ｌｌａ、ｌｌｂが備えられ、これらは２つの脈拍検出機
構が生体の同一動脈」二に正確に配置されて脈拍が検出
されているか否かを確認するためのものであり、脈拍ご
とに点滅するようになっている。表示器９は毎分の脈拍
数を表示するだけでなく、ストップウォッチとしての機
能をも併有し、スタートボタン１２によって始動できる
ようになっている。なお１３は電源スイッチであり、生
体の連動中の脈拍を検出できるように、ハウジングｌに
は生体の腕等に装着するためのバンド１４が備えられて
いる。

生体の同−動脈上に配置された２つの圧電素子３ａ、３
ｂの出力信号には、動脈−１−における脈動の進行に従
って若干の時間差が当然に発生する。

この時間差を利用し、第４図に例示したような脈波検出
回路を用いて、確度の高い脈拍測定を行うことができる
。即ち、第４図に示す脈波検出回路において、圧電素子
３ａ、３ｂにはそれぞれ波形整形回路１５ａ、１５ｂが
接続され、これらの出力はアンドゲート回路１６に入力
するようになっているが、一方の波形整形回路１５ａと
アンドゲート回路１６間には単安定マルチバイブレータ
１７が挿入されている。

第５図は波形図であり、（ａ）〜（ｆ）は第４図におけ
る出力ａ　−ｆに対応している。圧電素子３ａ、３ｂか
らそれぞれ第５図（ａ）　、　（ｂ）に示すようなタイ
ミングのずれた電気信号ａ、ｂが出力されると、これら
の電気信号ａ、ｂは波形整形回路１５ａ、］、　５　ｂ
を通ッテそれぞれ（ｃ）　、　（ｄ）に示すような波形
Ｃ，ｄに整形され、タイミングの早い（ｃ）の信号Ｃは
単安定マルチバイブレーク１７によって、（ｅ）に示す
ように波形の前縁でトリガされた幅の広いパルスｅに変
換される。従って、（ｄ）　、　（ｅ）で示す２つの信
号ｄ、ｅをアンドゲート回路１６に入力すれば、（ｆ）
に示すような１個の出力信号ｆを得ることができる。

例えば、生体の筋肉等の緊張によって圧電素子３ａ、３
ｂによる出力ａ、−ｂの一方に欠落が生ずると、アント
ゲ−１・回路１６の出力信号は得られないから、動作の
誤りや計数誤差を防止することが可能となる。

第４図の回路は脈拍検出機構を２組設けた場合であるが
、１組だけ又は３組以」二設ける場合もあり得る。なお
」二連の実施例では、検出器として半導体による圧力セ
ンサを用いた場合を説明したが、ＰＺＴのようなセラミ
ック等の圧電材料を用いた圧力センサや、その他の諸種
の検出器を代用することも可能である。

また、この脈拍数計は生体の動作や検出器の方向や傾き
等の状態、或いは外部からの振動等の影響を受は難いた
め、例えば生体の走行中又はその他の運動中の脈拍検出
も可能となり、これに無線によるデータ伝達装置等を併
用すると連動中の健康管理等にも極めて有用に使用でき
る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る脈拍数計は、従来の機
械的検出器を用いたものに比較して機構的に簡易化でき
、小型で安価にしかも信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る脈拍数計の一実施例を示すものであ
り、第１図は断面図、第２図は底面図、第３図は平面図
、第４図は脈波検出回路のブロック回路図、第５図は出
力波形図である。 符号ｌはハウジング、２はプリント基板、３ａ、３ｂは
圧電素子、４ａ、４ｂはダイヤフラム、５ａ、５ｂはエ
アパイプ、６ａ、６ｂは鍔、７ａ、７ｂはエアバルーン
、８ａ、８ｂは電子回路、９は表示器、１１は脈拍チェ
ックランプ、１５ａ、１５ｂは波形整形回路、１６はア
ンドゲート回路、１７は単安定マルチバイブレークであ
る。 特許出願人　　　キャノン株式会社 纂１図 第２図 第４図 ３ｂ　　　　１５ｂ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧力センサのダイアフラムをエアパイプ内に配置し
   、前記エアパイプの先端に嵌合したエアバルーンを介し
   て、接触圧を前記エアパイプ内に伝達する検出機構を備
   えたことを特徴とする脈拍数計。 ２、前記エアバルーンは鍔を介してパイプに嵌合するよ
   うにした特許請求の範囲第１項に記載の脈拍数計。 ３、前記検出機構を２組以上備え、これらを同一線上に
   配置するようにした特許請求の範囲第１項に記載の脈拍
   数計。 ４、前記検出機構の作動確認用表示ランプを設けた特許
   請求の範囲第１項に記載の脈拍数計。 ５、前記検出機構で得られた脈拍数を表示する表示器を
   設けた特許請求の範囲第１項に記載の脈拍数計。