JPH05261072A

JPH05261072A - 圧脈波検出装置

Info

Publication number: JPH05261072A
Application number: JP9170392A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Yasui; 正伸安井; Reon; レオン
Original assignee: Nippon Colin Co Ltd
Current assignee: Nippon Colin Co Ltd
Priority date: 1992-03-17
Filing date: 1992-03-17
Publication date: 1993-10-12
Anticipated expiration: 2015-01-24
Also published as: JP3002596B2

Abstract

(57)【要約】【目的】生体の体動などにより脈波センサの動脈に対
する押圧状態が変化したことが容易に判定され得る圧脈
波検出装置を提供する。【構成】非押圧時の圧脈波信号が表す非押圧時圧力Ｐ
₀と押圧時の圧脈波信号が表す押圧時圧力Ｐ_Dとの圧力
差ΔＰ（＝Ｐ_D−Ｐ₀）に基づいて空気袋３０による脈
波センサ３２の押圧状態が容易に判定される。従って、
圧脈波検出の停止、或いは最適押圧力決定作動の再起動
を自動的に行うことができ、押圧条件の変化による圧脈
波測定精度の低下が解消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の圧力検出素子が
一方向に配列された脈波センサを動脈に押圧する形式の
圧脈波検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数の圧力検出素子が一方向に配列され
た押圧面を有し、生体表面の動脈上にその圧力検出素子
の配列方向がその血管と交差するように押圧される脈波
センサと、その押圧面が動脈壁の一部が平坦となるよう
にその脈波センサを動脈に向かって付勢する押圧手段と
を備え、上記圧力検出素子のうちの動脈の直上付近に位
置するものから出力される圧脈波信号に基づいて動脈か
ら発生する圧脈波を検出する形式の圧脈波検出装置が知
られている。たとえば、本出願人が先に出願し且つ公開
された実開昭６４−１２５０５号公報に記載されたもの
がそれである。このような圧脈波検出装置によれば、平
坦とされた動脈壁の一部を通して伝播する動脈内の圧力
が圧力検出素子によって検出されるので、動脈内の圧力
に近似した値が得られる利点がある。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】ところで、上記のような圧脈
波検出装置は、圧脈波の検出に際しては生体の一部に巻
回された装着帯や接着手段により生体表面上に装着され
る一方、脈波センサの押圧状態が最適となるように、た
とえば動脈の直上に位置する圧力検出素子から検出され
る圧脈波信号の振幅が最大となるように予め決定された
所定の推力で押圧手段が押圧するように構成されてい
る。しかしながら、圧脈波検出装置の生体表面に対する
装着状態は生体の体動などによって容易に変化すること
から、押圧手段が所定の推力で付勢するにも拘わらず、
そのような体動などにより脈波センサの動脈に対する押
圧状態が変化するため、圧脈波の測定精度が得られない
場合があった。上記押圧手段は、たとえばダイヤフラム
や空気袋の膨張により推力を発生するように構成されて
いるため、それに供給される圧力が一定であっても脈波
センサの突き出し位置に関連して推力が変化することが
避けられないのである。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、生体の体動など
により脈波センサの動脈に対する押圧状態が変化したこ
とが容易に判定され得る圧脈波検出装置を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、図１の発明の要旨図
に示すように、複数の圧力検出素子が一方向に配列され
た押圧面を有し、生体表面の動脈上にその圧力検出素子
の配列方向がその動脈と交差するように押圧される脈波
センサと、その押圧面が動脈壁の一部が平坦となるよう
に脈波センサを動脈に向かって付勢する押圧手段とを備
え、前記圧力検出素子のうちの前記動脈の直上付近に位
置するものから出力される圧脈波信号に基づいて前記動
脈から発生する圧脈波を検出する形式の圧脈波検出装置
であって、(a) 前記押圧面の非接触状態における前記圧
力検出素子から出力される非押圧時圧力信号を記憶する
非押圧時圧力信号記憶手段と、(b) 前記押圧面が前記生
体表面に接触している脈波検出状態において複数の圧力
検出素子のうち前記動脈の真上から外れた場所に位置す
るものから出力される押圧時圧力信号を採取する押圧時
圧力信号採取手段と、(c) 前記非押圧時圧力信号が表す
非押圧時圧力と押圧時圧力信号が表す押圧時圧力との圧
力差を算出する圧力差算出手段と、(d) その圧力差算出
手段により算出された圧力差に基づいて前記押圧手段に
よる脈波センサの押圧状態を判定する判定手段とを、含
むことにある。

【０００６】

【作用】このようにすれば、非押圧時圧力信号記憶手段
により非押圧時圧力信号が記憶され、押圧時圧力信号採
取手段により押圧時圧力信号が採取され、その非押圧時
圧力信号が表す非押圧時圧力と押圧時圧力信号が表す押
圧時圧力との圧力差が圧力差算出手段により算出され
る。そして、判定手段により、その圧力差算出手段によ
り算出された圧力差に基づいて前記押圧手段による脈波
センサの押圧状態が判定される。

【０００７】

【発明の効果】上記のように、圧力検出素子により検出
された非押圧時圧力と押圧時圧力との圧力差に基づいて
前記押圧手段による脈波センサの押圧状態が容易に判定
されるので、圧脈波検出の停止、或いは最適押圧力決定
作動の再起動を行うことができ、押圧条件の変化による
圧脈波測定精度の低下が解消される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を示す図面に基づい
て詳細に説明する。

【０００９】第２図において、生体の手首１０の周囲に
は、粘着シート１２を内周面に有し且つ着脱可能な外周
ファスナ１４を外周面に有するバンド１６が装着されて
いる。このバンド１６の橈骨動脈１８の真上に位置する
部分には、貫通口２０が形成されている。そして、この
バンド１６には、その外周ファスナ１４に対して着脱可
能に接着する内周ファスナ２２を内周面に有する一対の
固定帯２４を備えた脈波検出プローブ２６が固定される
ようになっている。

【００１０】この脈波検出プローブ２６は、偏平な矩形
容器状を成す第１ハウジング２８と、その第１ハウジン
グ２８の内壁に装着された膨張可能なゴム製の空気袋３
０と、この空気袋３０の膨張に関連して生体の手首１０
内の橈骨動脈１８に向かって押圧される脈波センサ３２
と、第１ハウジング２８に対してその横側に連結された
第２ハウジング３４とを備えている。この第２ハウジン
グ３４には、図示しないプリアンプ、ブリッジに電源を
供給する電源レギュレータ、後述のマルチプレクサ４１
などが収容される。

【００１１】上記空気袋３０が膨張させられると、脈波
センサ３２が上記第１ハウジング２８の内側の開口から
突き出されて、その脈波センサ３２の偏平突起３６が前
記貫通口２０を通して手首１０の皮膚面に押圧されるよ
うになっている。本実施例では、上記空気袋３０が脈波
センサ３２を体表面に押圧する押圧手段として機能して
いる。図３は、上記空気袋３０の推力Ｆとそれに供給さ
れる空気圧との関係を示しており、図４は、一定の空気
圧、たとえば１００mmHgが供給されているときの上記空
気袋３０の推力Ｆと脈波センサ３２の移動ストロークと
の関係を示している。

【００１２】上記脈波センサ３２の偏平突起３６の先端
面である押圧面３８には、たとえば図５に示すように、
６０個程度の圧力検出素子４０が一方向に配列されてお
り、それら圧力検出素子４０によって橈骨動脈１８から
発生する圧脈波が検出されるようになっている。図６は
所謂トノグラムと称される図表であり、その実線は、収
縮期において各圧力検出素子４０から出力される信号の
大きさを示し、その１点鎖線は拡張期において各圧力検
出素子４０から出力される信号の大きさを示している。

【００１３】上記脈波センサ３２は、たとえば本出願人
が先に出願して公開された特開平３−１５４４０号公報
に記載されているものと同様に構成されており、圧力検
出素子４０は、半導体チップのダイヤフラム内において
集積回路技術により形成された感圧抵抗体のブリッジか
らそれぞれ構成されており、たとえば０．２mm程度のピ
ッチで配列されている。上記圧力検出素子４０の配列方
向が橈骨動脈１８と交差する方向となるように前記脈波
検出プローブ２６が固定されており、これにより、橈骨
動脈１８の直上部には充分な数の圧力検出素子４０が位
置させられ得るようになっている。

【００１４】上記圧力検出素子４０から出力される圧脈
波信号は、マルチプレクサ４１およびＡ／Ｄ変換器４２
を通して電子制御装置４４に供給される。この電子制御
装置４４は、ＣＰＵ４６、ＲＯＭ４８、ＲＡＭ５０、出
力インターフェイス５２などを備えており、ＲＡＭ５０
の一時記憶機能を利用しつつ、予めＲＯＭ４８に記憶さ
れたプログラムに従って入力信号を処理し、出力インタ
ーフェイス５２、Ｄ／Ａ変換器５４を介して調圧弁５８
を駆動するとともに、出力インターフェイス５２を介し
てマルチプレクサ４１を駆動する。上記調圧弁５８は、
空気ポンプ、ガスボンベなどの圧力源６０から圧送され
る気体の圧力を電子制御装置４４からの指令信号に従っ
て調圧し、前記空気袋３０内へ供給する。また、電子制
御装置４４は、連続的に血圧値をモニタして表示器５６
に表示させる。

【００１５】また、上記電子制御装置４４は、Ｄ／Ａ変
換器６４を介して調圧弁６８を駆動することにより、た
とえば生体の腕に巻回されたカフ６６の圧迫圧力をよく
知られた一連の血圧測定手順に従って変化させ、その圧
迫圧力の変化過程でカフ６６の圧力とそれに発生する圧
力振動、すなわちカフ脈波とを圧力センサ７０により検
出し、Ａ／Ｄ変換器７２を通して電子制御装置４４に入
力させる。そして、そのカフ脈波の変化に基づいて血圧
値を決定する。

【００１６】以下、上記電子制御装置４４による制御作
動の要部、すなわち圧力検出素子４０からの圧脈波信号
に基づいて橈骨動脈２６内の動脈圧或いは動脈圧波形を
モニタするためのモニタルーチンを、図７のフローチャ
ートに従って説明する。

【００１７】図７のルーチンは、図示しない起動押釦な
どの操作に応答して開始される。ステップＳＭ１ではよ
く知られた初期処理が実行された後、ステップＳＭ２で
は、各圧力検出素子４０の零較正のために、圧力センサ
３２が押圧されるに先立つ押圧面３８の非接触状態にお
いて、各圧力検出素子４０からの信号が読み込まれ、そ
れら読み込まれた信号値が各圧力検出素子４０の検出圧
の零点としてＲＡＭ５０の所定の記憶場所５０ａにそれ
ぞれ記憶される。

【００１８】続くステップＳＭ３の最適押圧力決定ルー
チンでは、橈骨動脈１８の血流が停止する程度まで脈波
センサ３２が空気袋３０により押圧されるとともに、そ
の動脈圧迫過程で各圧力検出素子４０から得られた圧脈
波信号に基づいて最適押圧値ＨＤＰが決定される。この
ＨＤＰの決定方式には、たとえば、押圧過程で変化する
所定の圧脈波信号の振幅が最大となる圧力を最適押圧力
と決定する方式や、特開平２−１０９５４０号に記載さ
れた方式が採用される。そして、続くステップＳＭ４で
は、上記最適押圧力が維持されるように調圧弁５８が調
圧され、一定の空気圧が空気袋３０内に供給される。

【００１９】次いで、ステップＳＭ５では、信号入力エ
レメントが決定される。すなわち、６０個の圧力検出素
子４０のうち、電子制御装置４４へ信号入力させるべき
圧力検出素子４０が選択されるとともに、その圧力検出
素子４０から出力される圧脈波信号が電子制御装置４４
へ入力されるようにマルチプレクサ４１が電子制御装置
４４により駆動される。上記の選択は、血圧或いは圧脈
波をモニタするために最適なアクティブ素子と、そのア
クティブ素子に隣接する３乃至７個の素子群と、その素
子群に含まれない他の素子群のうちの２乃至３個以上の
間隔で位置する素子とを決定することにより行われる。

【００２０】続くステップＳＭ６では、カフ６６による
血圧測定が予め定められた手順で実行されることにより
生体の最高血圧値ＳＹＳ_CFおよび最低血圧値ＤＩＡ_CFが
決定される。次いで、ステップＳＭ７では、圧力検出素
子４０のうちのアクティブ素子から出力された圧脈波信
号の上ピーク値Ｐ_UPおよび下ピーク値Ｐ_DWが、アクティ
ブ素子からの圧脈波信号の大きさの変化に基づいて決定
される一方、それら上ピーク値Ｐ_UPおよび下ピーク値Ｐ
_DWと上記ステップＳＭ６で求められた最高血圧値ＳＹＳ
_CFおよび最低血圧値ＤＩＡ_CFとに基づいて血圧値をモニ
タするための関係が作成或いは更新される。すなわち、
血圧値軸および圧力値（脈波信号値）軸から成る２軸座
標において、上ピーク値Ｐ_UPおよび最高血圧値ＳＹＳ_CF
を示す点と下ピーク値Ｐ_DWおよび最低血圧値ＤＩＡ_CFを
示す点とを通過する関係（直線）を求めるのである。

【００２１】ステップＳＭ８では、圧力検出素子４０の
うちのアクティブ素子から１つの脈波を表す圧脈波信号
が入力したか否かが判断され、入力したと判断されるま
で待機させられる。新たな圧脈波信号が入力したと判断
されると、ステップＳＭ９において血圧のモニタ値が決
定され且つ表示器５６に表示される。すなわち、前記ス
テップＳＭ７において作成更新された関係から新たな圧
脈波信号の際の上ピーク値Ｐ_UPおよび下ピーク値Ｐ_DWに
基づいて最高血圧値ＳＹＳ_MOおよび最低血圧値ＤＩＡ_MO
が決定されるともに、それらのモニタ値が一拍毎に表示
器５６に表示されるのである。

【００２２】次いで、ステップＳＭ１０では、圧力検出
素子４０のうちのアクティブ素子から離隔した前記他の
素子群に属する素子からの圧脈波信号が読み込まれてそ
の拡張期の値（下ピーク値）Ｐ_DがＲＡＭ５０の所定の
記憶場所５０ｂに記憶される。続くステップＳＭ１１で
は、前記ステップＳＭ１において記憶された零較正時の
値Ｐ₀と、上記ステップＳＭ１０において記憶された値
Ｐ_Dとの差である圧力差ΔＰ（＝Ｐ_D−Ｐ₀）が算出さ
れる。理解を容易にするために、その圧力差ΔＰの一例
が図６に示されている。

【００２３】そして、ステップＳＭ１２では、上記圧力
差ΔＰが最適ＨＤＰが決定された直後の当初の値ΔＰ₀
に対して予め設定された範囲、たとえばその当初の値Δ
Ｐ₀を中心とする１０％の範囲を超えたか否かが判断さ
れる。すなわち、圧力差ΔＰの当初からの変化量が１０
％を超えたか否かが判断される。このステップＳＭ１２
の判断が肯定された場合には、脈波センサ３２の手首１
０に対する押圧条件が変化した状態であるので、前記ス
テップＳＭ３以下が実行されて、再び最適ＨＤＰ決定作
動から実行される。空気袋３０に対する供給圧が一定で
あっても、体動などによって第１ハウジング２８の固定
状態が変化して脈波センサ３２の第１ハウジング２８に
対する移動ストロークが変化すると、橈骨動脈１８へ向
かう推力が変化して、脈波検出条件が最適な状態からず
れてしまうのである。

【００２４】上記ステップＳＭ１２の判断が否定された
場合には、ステップＳＭ１３において、それまでのアク
ティブ素子に隣接する複数個の素子群からの脈波信号に
基づいてアクティブ素子が適切であるか否かが判断され
る。たとえば、それまでのアクティブ素子からの圧脈波
信号が上記複数個の素子群からの圧脈波信号の中の最大
振幅値を示すものであるか否かが判断される。このステ
ップＳＭ１３の判断が肯定された場合にはステップＳＭ
１５が直接実行されるが、否定された場合には、ステッ
プＳＭ１４においてアクティブ素子が新たなものに変更
されるとともにその新たなアクティブ素子に隣接する複
数個の素子群からの信号が選択されるようになってか
ら、ステップＳＭ１５が実行される。ステップＳＭ１５
では、図示しない停止押釦が操作されたか否かが判断さ
れ、その判断が否定された場合には前記ステップＳＭ８
以下が実行されるが、肯定された場合には本ルーチンが
終了させられる。

【００２５】上述のように、本実施例によれば、非押圧
時圧力信号記憶手段に対応する記憶場所５０ａにより非
押圧時において圧力検出素子４０から出力される圧脈波
信号が記憶され、押圧時圧力信号採取手段に対応するス
テップＳＭ１０により押圧時の圧脈波信号が採取され、
その非押圧時の圧脈波信号が表す非押圧時圧力Ｐ₀と押
圧時の圧脈波信号が表す押圧時圧力Ｐ_Dとの圧力差ΔＰ
（＝Ｐ_D−Ｐ₀）が圧力差算出手段に対応するステップ
ＳＭ１１により算出される。そして、判定手段に対応す
るステップＳＭ１２により、その圧力差ΔＰに基づいて
空気袋３０による脈波センサ３２の押圧状態が判定され
る。

【００２６】従って、圧力検出素子４０により検出され
た非押圧時圧力Ｐ₀と押圧時圧力Ｐ_Dとの圧力差ΔＰに
基づいて空気袋３０による脈波センサ３２の押圧状態が
容易に判定されるので、圧脈波検出の停止、或いは最適
押圧力決定作動の再起動を自動的に行うことができ、押
圧条件の変化による圧脈波測定精度の低下が解消され
る。

【００２７】また、本実施例によれば、多数の圧力検出
素子４０のうち、アクティブ素子およびそれに隣接する
複数個の素子群と、それに含まれないもののうちの２乃
至３個以上の間隔で位置する素子からの信号入力に限定
されるので、電子制御装置４４内における信号処理の負
担が軽減される。

【００２８】また、本実施例によれば、貫通口２０を通
して橈骨動脈１８の位置を正確に確認しつつバンド１６
を手首１０に装着し、その後に脈波検出プローブ２６を
バンド１６に固定することにより、脈波センサ３２を橈
骨動脈１８の直上に容易かつ正確に装着できる利点があ
る。

【００２９】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。

【００３０】たとえば、前述の実施例では、ステップＳ
Ｍ１２の判断が肯定された場合には、ステップＳＭ３以
下が実行されて最適ＨＤＰ作動が自動的に実行されるよ
うに較正されていたが、単に連続血圧モニタを停止して
異常表示をするようにしてもよい。

【００３１】また、前述の実施例のステップＳＭ１２で
は、圧力差ΔＰに基づいて押圧状態の異常が判定されて
いたが、ステップＳＭ１０において圧力検出素子４０か
ら読み込まれる圧脈波信号値が較正値であれば、その較
正値に基づいて押圧状態の異常が判定されてもよいので
ある。

【００３２】また、前述の実施例においては、押圧手段
として空気袋３０が用いられていたが、ダイヤフラムや
ベローズなどの他の容積可変型アクチュエータが用いら
れてもよい。

【００３３】また、前述の実施例のバンド１６が、その
内周面に皮膚との摩擦係数の高い粘着性シリコンシート
を有するものであって、金具によって両端部が留められ
るものであってもよい。

【００３４】また、前述の実施例の圧力源６０は気体を
圧送するものであったが、水や油などの非圧縮性流体を
圧送するものでもよい。

【００３５】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部の構成を説明する図である。

【図２】本発明の一実施例の構成を説明するブロック線
図である。

【図３】図２の押圧手段である空気袋の供給圧とそれに
より発生する推力との関係を説明する図である。

【図４】図２の脈波センサの移動ストロークとその押圧
面の推力との関係を説明する図である。

【図５】図２の脈波センサの押圧面に配列された脈波検
出素子を説明する正面図である。

【図６】図２の脈波センサにより得られるトノグラムを
示す図である。

【図７】図２の電子制御装置の作動の要部を説明するフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１８橈骨動脈３０空気袋（押圧手段）３２脈波センサ３８押圧面４０圧力検出素子５０ａ記憶場所（非押圧時圧力信号記憶手段）ステップＳＭ１０押圧時圧力信号採取手段ステップＳＭ１１圧力差算出手段ステップＳＭ１２判定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の圧力検出素子が一方向に配列され
た押圧面を有し、生体表面の動脈上に該圧力検出素子の
配列方向が該動脈と交差するように押圧される脈波セン
サと、該押圧面が動脈壁の一部が平坦となるように該脈
波センサを該動脈に向かって付勢する押圧手段とを備
え、前記圧力検出素子のうちの前記動脈の直上付近に位
置するものから出力される圧脈波信号に基づいて前記動
脈から発生する圧脈波を検出する形式の圧脈波検出装置
であって、前記押圧面の非接触状態における前記圧力検出素子から
出力される非押圧時圧力信号を記憶する非押圧時圧力信
号記憶手段と、前記押圧面が前記生体表面に接触している脈波検出状態
において複数の圧力検出素子のうち前記動脈の真上から
外れた場所に位置するものから出力される押圧時圧力信
号を採取する押圧時圧力信号採取手段と、前記非押圧時圧力信号が表す非押圧時圧力と押圧時圧力
信号が表す押圧時圧力との圧力差を算出する圧力差算出
手段と、該圧力差算出手段により算出された圧力差に基づいて前
記押圧手段による脈波センサの押圧状態を判定する判定
手段とを、含むことを特徴とする脈波検出装置。