JPS61244326A - 脈拍検出装置 - 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、例えば医学分野において、動脈の毎分当りの
拍動数や拍動周期時間等を計測するために用いられる脈
拍検出装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来から知られている動脈の拍動を検出する方法には、
マイクロホンを用いてコロトコフ音が現われた時と消え
た時のカフ内の圧力を測定する方法が一般的であるが、
これは動脈圧を測定するときの雑音を避けることができ
ないという大きな欠点を持っている。

この欠点を改善するため、最近において第４図、第５図
に示すような検出装置が提案されている。つまり、この
装置は筐体ｌの内部に圧電材料又は長方形金属板で造ら
れたペレット２を固定し、測定すべき生体の脈波が通る
場所にペレット２の下側の接触面２ａを接触するように
している０例えば、ペレット２は筐体ｌの内部において
弾性板３又は図示しない水平ピボットにより角振動でき
るように支持されている０弾性板３はペレット２の接触
面２ａに平行に、かつ接触面２ａへの射影が接触面２ａ
の対称軸に一致するように配置されている。更に、弾性
板３の平面がペレット２の接触面２ａに対して直角にな
るようにして、弾性板３の両端部は筐体１に固定されて
いる。もし、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
作用する幾らかの力を生ずるが、弾性板３の射影が接触
面２ａの対称軸と一致するので、その力は対称軸により
その両側に分割され、分割された力はペレット２を弾性
板３の廻りに回転させないように、即ち検出器４から電
気信号が出ないように互いに釣り合うようにされている
。

この検出装置を血圧計に応用した場合は、カフ内の圧力
が生体の最高血圧即ち収縮値に等しくなった時に、最初
の脈波がこの装置を取り付けた部分を通り、脈波はその
伝達する向きに対する生体の表面の角度を変化させるこ
とになる。その結果、生体の表面に接触しているペレッ
ト２が弾性板３を中心として角振動するようになるから
。

Ｓ／Ｎ比の良好な信号が得られる。

つまり、カフの圧力の変動や生体の筋肉の収縮による雑
音は、ペレット２の接触面２ａに平行なりｉ外板３を中
心とする角振動を与えることはないので、正確な脈波検
出が可能である。ところが、この従来例の構造では実際
に製作し難いという問題を有している０例えば、筐体１
の内部において検出器４の一端部をペレット２に、他端
部を筐体ｌに固着しなければならず、しかもペレット２
に弾性板３を貫通しなければならない。そのためには筐
体１を２分割し、内部の組立てが完了してから１つに合
体する等の工程が必要であり、これでは生産工程や部品
コスト等の面から見ても著しく不利である。

また、この検出装置の個々の部品及び装置全体の自由度
はかなり小さいため、個々の部品の形状精度と取付位置
精度において、高い精度が要求される。更に、生体に接
触するペレット２の接触面２ａは汚れ易いために、これ
を清掃する必要があり、十分に清潔さを保持するには部
品を取り外して清掃しなければならない、場合によって
は部品変換等の保守が必要であり、ペレット２はユーザ
によって簡単に取り外し及び交換できるようにすること
が要求されているが、この点から見ても弾性板３等によ
るペレット２の取り付けは好ましくない。

［発明の目的］ 本発明の目的は、生体への装置の押圧や筋肉の緊張によ
る圧力の変動がある場合でも、確実に脈拍を検出できる
性能を有し、かつ生体に接触する部品の清掃や交換が容
易にでき、しかも構造が簡単で低コストで製造できる脈
拍検出装置を提供することにある。

［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、下方に開
口部を有する筐体と、該開口部中央に生体との接触面と
なる下面を位置させ、かつ内側に前記筐体と線接触をな
す突き当て部を有し、該突き当て部を中心に回転移動を
行う振動片と、該振動片の傾きを検出して出力信号を発
生する検出手段とから成り、前記突き当て部と前記筐体
との接触線は、生体との接触面に平行でかつ生体の血流
の方向に直交するようにしたことを特徴とする脈拍検出
装置である。

［発明の実施例］ 本発明を第１図〜第３図に示す実施例に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明に係る脈拍検出装置の血流方向に沿った
断面図である。１１は検出機構を内蔵する筐体であり、
この筐体１１の下方にはかなり大きな開口部１２が設け
られ、この開口部１２の中央部には筐体１１に振動自在
に支持された振動片１３の下面が露出されている。この
振動片１３の下面は、測定される生体との接触面１３ａ
となっており、筐体１１の底面とほぼ同一レベルになっ
ている。振動片１３は概略的に逆Ｔ字形とされ、接触面
１３ａと直角な中央の支持部１３ｂに続いてその頂点は
突き当て部１３ｃとなっている。この突き当て部１３ｃ
は第１図において紙面と直角な方向つまり奥行方向に長
く、その先端は第２図に詳細に示すように、筐体１１の
頂面に設けられた凹溝１４に入り込んで、筐体１１と線
接触をなしている。この筐体１１と突き当て部１３ｃの
接触線は、振動片１３の接触面１３ａに平行で、かつ生
体の血流の方向に直交することが必要であり、振動片１
３はこの接触線を中心に、僅かな角度範囲で回転振動を
行うことができる。

更に、振動片１３の振動を検知する検出手段として１本
実施例では２個の圧電素子を用いた圧力センサが設けら
れている。即ち、振動片１３の支持部１３ｂは左右両側
からそれぞれゴム等の弾性体から成る板体状のダンパ１
５ａ、１５ｂを介して、２つの圧電素子１６ａ、１６ｂ
により支持され、これらの圧電素子１６ａ、１６ｂの基
端部は固定部材１７ａ、１７ｂを介して筐体１１に固定
されている。また、圧電素子１６ａ、１６ｂの出力は、
それぞれ電極１８ａ、１８ｂに送出されるようになって
いる。

生体の血流の１脈波が振動片１３の接触面１３ａの接触
する部位を通過するごとに、振動片１３は突き当て部１
３ｃの先端を中心として左右に振動するが、その振動は
ダンパ１５ａ、１５ｂを介して圧電素子１６ａ、１６ｂ
に伝達され電気信号を発生させる。第１図において、生
体の動脈の拍動が振動片１３の接触面１３ａの左から右
へ移動する場合に、最初に振動片１３の左端に下から上
に向う力が掛かるため、振動片１３は突き当て部１３ｃ
の先端を中心として時計方向に傾き、その結果として応
力がダンパ１５ａを介して圧電素子１６ａへ伝わって電
極１８ａから出力を生ずる。

次に、拍動が接触面１３ａの右側へ移動したときは、振
動片１３の右端に下から力が加わるため振動片１３は反
時計方向へ傾くので、今度は圧電素子１６ｂに圧力が加
わって電極１８ｂに出力を生ずる。

第３図は１拍動が振動片１３の接触面１３ａを通過する
ときの圧電素子１６ａ、１６ｂの出力波形を示したもの
であり、生体の血流が左から右に移動した場合の圧電素
子１６ａの出力をＡ、圧電素子１６ｂの出力をＢで表わ
している。この２つの出力Ａ、Ｈの間に僅かに生ずる時
間差は、振動片１３の接触面１３ａの血管方向の長さ寸
法や血流速度によって幾らか異なるが、脈拍周期に比較
すれば極端に短い、従って、出力Ａの信号を遅延させ、
出力Ａ、Ｈの２つの信号の論理積をとって１振拍信号と
して計数することができる。

ところで、脈動による振動以外の生体表面の振動による
接触面１３ａの振動のうち、高い周波数の振動はダンパ
１５ａ、１５ｂに吸収させることにより取り除くことが
できる。また、紙面に垂直な方向の生体表面の振動、及
び接触面１３ａの生体表面に対する押し方等によって生
じ、皮膚と接触面１３ａの圧力の上昇による振動片１３
を全体的に上方へ移動させる振動については、凹溝１４
内において突き当て部１３ｃが上下方向に動き難い上に
、たとえ僅かに突き当て部１３ｃが移動しても、圧力素
子１６ａ、１６ｂに圧力を加える方向の力ではないので
、これも除去することができる。更に、脈動方向を中心
軸とする接触面１３ａの回転、即ち捩れによる振動も同
様に２凹溝１４と突き当て部１３ｃの構造により突き当
て部１３ｃはその方向には動かず、この振動も取り除く
ことができる。

このようにして各種雑音を除去することができるが、例
えば筋肉の極端な緊張などに基因する振動片１３の一方
向への傾きによる圧力素子１６ａ又は１６ｂに対する信
号が発生しても、ｌ振拍信号は出力Ａ、Ｂの論理積をと
って計数するようにしているので、このような単発信号
をｌ振拍信号として計数することは無く、他の雑音によ
る計数誤差を防止することができる。

本実施例の場合に、振動片１３は例えばプラスチック材
料を成形して造られ、支持部１３ｂのダンパ１５ａ、１
５ｂに当接する部分には、凹部が設けられ下方への抜は
止めになっている。この振動片１３を取り外す場合には
、抜は止め以上の力を下方へ加えることによって簡単に
取り外せるようになっている。

また上述の実施例では、振動片１３の接触面１３ａに平
行な相反する方向の圧力を検知するセンサとして、圧電
式検出器を用いた例を示したが、これを電磁誘導式や光
電式検出器等に代替することも可能である。この場合の
振動片１３の保持機構としては、実施例のように検出手
段を介して支持することができないので、突き当て部１
３ｃの両側にゴムなどで造られたダンパを配置し、この
ダンパを介して筐体１１に支持させるなどの方法を採る
ことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る脈拍検出装置は、振動
片の動き方向を線接触により規制しているため、生体の
筋肉の緊張等による圧力の変動があった場合でも、確実
な脈拍測定を行うことができる。また、構造的にも単純
で組立て易い構成になっているために、確度の高い装置
を安価に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る脈拍検出装置の一実施例を示し、第
１図はその断面図、第２図はその一部拡大図、第３図は
出力信号の波形図であり、第４図、第５図は従来の脈拍
検出装置の断面図である。 符号１１は筐体、１２は開口部、１３は振動片、１３ａ
は接触面、１３ｂは支持部、１３ｃは突き当て部、１４
は凹溝、１５ａ、１５ｂはダンパ、１６ａ、１６ｂは圧
電素子、１７ａ、１７ｂは固定部材、１８ａ、１８ｂは
電極である。 特許出願人　　　キャノン株式会社 第１図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下方に開口部を有する筐体と、該開口部中央に生体
   との接触面となる下面を位置させ、かつ内側に前記筐体
   と線接触をなす突き当て部を有し、該突き当て部を中心
   に回転移動を行う振動片と、該振動片の傾きを検出して
   出力信号を発生する検出手段とから成り、前記突き当て
   部と前記筐体との接触線は、生体との接触面に平行でか
   つ生体の血流の方向に直交するようにしたことを特徴と
   する脈拍検出装置。 ２、前記振動片は前記筐体に支持機構により取り外し自
   在に設置した特許請求の範囲第１項に記載の脈拍検出装
   置。 ３、前記支持機構は弾性体で造られたダンパを有するよ
   うにした特許請求の範囲第２項に記載の脈拍検出装置。 ４、前記検出手段は前記振動片の相反する方向の傾きを
   検知する２個のセンサから成り、生体の血流の１脈波が
   前記接触面を通過するごとに、前記２側のセンサからそ
   れぞれ１脈波の信号出力を生ずるようにした特許請求の
   範囲第１項に記載の脈拍検出装置。 ５、前記センサは前記振動片の接触面に平行な相反する
   方向の圧力を検知する２個の圧力センサとした特許請求
   の範囲第４項に記載の脈拍検出装置。