JP3975807B2

JP3975807B2 - 生体情報計測装置

Info

Publication number: JP3975807B2
Application number: JP2002099079A
Authority: JP
Inventors: 和宏井出; 大輔森川; 学浜元; 伸夫岩井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-04-01
Also published as: JP2003290156A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は血圧や脈波などの生体情報の計測に用いる生体情報計測装置、殊に人体の手首や足首を流体袋で圧迫して生体情報の計測を行う生体情報計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生体情報計測装置として血圧測定装置が一般的であるが、このカフ圧迫法による血圧測定装置は、カフで動脈が完全に閉塞するまで加圧し、その後、徐々に減圧してカフ圧に重畳した動脈の脈波信号を捉えてその振幅変化を基に最高・最低血圧を判定したり、あるいは一定速度で加圧しながら脈波信号を抽出して最高・最低血圧を判定する。この時、圧迫する部位としては主に上腕や手首などが用いられるが、最近は手首を圧迫するタイプのものが小型で携帯性に優れるために注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、手首でカフ圧迫法により測定を行う場合、上腕動脈から分岐した橈骨動脈と尺骨動脈とを同時に一定速度で加圧、あるいは阻血した後に一定速度で減圧して、捉えた脈波信号から血圧を判定する。
【０００４】
しかし、手首には図１８に示すように、上腕動脈から分岐した橈骨動脈１４と尺骨動脈１５のほかに、橈骨１２や尺骨１３、腱６が存在しており、殊に腱６が橈骨動脈１４と尺骨動脈１５の間に存在しており、橈骨動脈１４と尺骨動脈１５とをカフ１（流体袋２）で圧迫する場合、腱６も同時に圧迫することになる。このためにカフ圧をかなり高くしないことには橈骨動脈１４と尺骨動脈１５を同時に阻血することができない。
【０００５】
また、橈骨動脈１４と尺骨動脈１５とでは阻血に必要なカフ圧が異なっているために、動脈信号にノイズが混入しやすく、血圧判定精度を高くすることができない。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは複数の動脈を的確に圧迫して生体情報の計測を行うことができる生体情報計測装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、少なくとも２本の動脈と動脈間に位置する腱が存在する生体部位に装着されて上記両動脈を流体袋で圧迫して生体情報を計測する生体情報計測装置において、流体袋は各動脈に対応する数及び位置にある複数の流体袋で形成されているとともに、相互に連通している複数の流体袋は夫々動脈圧迫方向において複数層からなる積層構造となっており、上記複数の流体袋は対応する動脈の生体における深さに応じて層間接続用の穴径が異なっていることに特徴を有している。各動脈を個別の流体袋で圧迫するようにしたものである。
【０００８】
この場合、複数の流体袋は夫々３層以上の積層構造となっていることが好ましく、また複数の流体袋は生体部位への巻き付け周方向において生体側となる内周側の長さよりも外周側の長さが大となっていることが好ましい。
【０００９】
また、複数の流体袋は対応する動脈の生体における深さに応じて層数が異なっていてもよい。
【００１０】
さらに複数の流体袋が３層以上の積層構造である場合、生体側となる内周側の層間接続用の穴の径が外周側の層間接続用の穴の径よりも大となっていることが好ましい。
【００１１】
また、複数の流体袋で構成された流体袋が生体の腱の圧迫用の圧迫部を上記の複数の流体袋間に備えていてもよく、この場合、圧迫部は腱の圧迫方向において複数の層からなる積層構造となった流体袋で形成されていることや、更には圧迫部の積層数が動脈圧迫用の流体袋の積層数より多いことが好ましい。圧迫部の積層数が動脈圧迫用の流体袋の積層数と同じある時には圧迫部の側壁長が動脈圧迫用の流体袋の側壁長より大であることが好ましい。
【００１２】
また、上記圧迫部は流体袋に付設された弾性体で形成されているとともにその生体側となる内周側が対応する生体部位形状に沿った湾曲形状となっていてもよい。
【００１３】
流体袋におけるポンプとの接続用の接続口が複数の流体袋間に位置していることが好ましい。
【００１４】
また、流体袋がその収縮時における流体通路確保用のスペーサを内蔵しているものであってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図１は本発明に係る生体情報計測装置において用いている動脈圧迫用の流体袋２の断面構造を示しており、ポリウレタンやシリコンなどの可撓性材料で作られた厚さ約０．２ｍｍほどのシート状のものを熱溶着などによる貼り合わせ、あるいはブロー成形などで形成した上記流体袋２は複数層（図１に示す例では２層）を積層したものとして形成された２つの流体袋２ａ，２ｂを外層側で連通させた構造となっている。
【００１６】
そして、この流体袋１は、図２に示すように、ポンプ１０が組み込まれた計測装置（血圧計）本体５に連結されたカフ１内に合成樹脂製のクリップ板４で外周側が覆われた状態で配設されて、ポンプ１０にチューブを介して接続されている。図中８，９はカフ１１における外布である。
【００１７】
カフ１を人体の手首７の周囲に周回させて面ファスナーなどで係着させ、この状態でポンプ１０を作動させて流体袋２に流体（空気）を送り込めば、流体袋２は膨張して伸縮性の高い外布８を介して手首を圧迫するが、この時、流体袋２ａを橈骨動脈１４上に、流体袋２ｂを尺骨動脈１５上に位置させ、両流体袋２ａ，２ｂの間の部分を腱６上に位置させることで、流体袋２ａは橈骨１２との間で橈骨動脈１４を確実に圧迫し、流体袋２ｂは尺骨１３との間で尺骨動脈１５を確実に圧迫する。また、腱６の両側において流体袋２ａ，２ｂが膨張して圧迫を行うために、腱６が流体袋２ａ，２ｂ間に嵌り込むような形になることから、流体袋２の膨張でカフ１が手首７の周方向にずれ動いてしまうこともない。
【００１８】
しかも各流体袋２ａ，２ｂは積層構造となっており、その膨張方向が動脈１４，１５の圧迫方向になっている上に、生体との接触面が平面となっているために、動脈１４，１５の圧迫を効果的に行うことができる。
【００１９】
図３は流体袋２ａ，２ｂを共に３層の積層構造とするとともに、手首７側となる内周側の周方向長Ｌｉよりも手首７から遠い側となる外周側の周方向長Ｌｏを長くすることで、手首７に周回させた状態での流体袋２の膨張時に流体袋２ａ，２ｂが動脈１４，１５をより確実に圧迫するようにしたものであり、また手首７に周回させた時に流体袋２に生じる皺が少なくなって圧迫の不均一や圧力制御不備が生じにくくなるようにしたものである。
【００２０】
図４に示す流体袋２は、橈骨動脈１４上に位置させることになる流体袋２ａを３層で、尺骨動脈１５上に位置させることにある流体袋２ｂを４層で構成したものを示している。一般に橈骨動脈１４よりも尺骨動脈１５の方が手首７の表面から深い位置にあって圧迫しにくいために、橈骨動脈１４の脈波よりも尺骨動脈１５の脈波の方が高圧で出現し、血圧判定に誤差が生じやすいという問題があるが、流体袋２ｂの層数を流体袋２ａの層数より増やして尺骨動脈１５の圧迫力を高くできるようにしておくことで、血圧判定の誤差を低減することができる。
【００２１】
そして本発明においては、図５に示すように、流体袋２ａの層間接続用の穴の径Ｄａよりも、流体袋２ｂの層間接続用の穴の径Ｄｂを小さくしている。膨張させた時の流体袋２ｂのストロークを流体袋２ａのストロークより大きくすることができるために、尺骨動脈１５の圧迫力不足を補うことができる。
【００２２】
図６に示すものは、層間接続用の穴を手首７側よりも外周側の方が小さく（Ｄａ１＜Ｄａ２、Ｄｂ１＜Ｄｂ２）なるようにすることで、上層側でストロークを確保し、下層側でストロークは小さいものの手首７をフラットに圧迫することができるようにして、圧迫有効面積を確保できるようにしたものである。
【００２３】
なお、上記図４〜図６に示した各構成を組み合わせると、より好ましい結果を得ることができる。
【００２４】
図７に他例を示す。ここでは橈骨動脈１４の圧迫用の流体袋２ａと尺骨動脈１５の圧迫用の流体袋２ｂとの間に、腱６の圧迫用の小さな流体袋２ｃを設けて、これら流体袋２ａ，２ｂ，２ｃを外層側で連通させている。流体袋２ａと流体袋２ｂとの間の隙間で生じる圧迫不十分な領域を流体袋２ｃで補うことで、動脈１４，１５をより確実に圧迫することができるようにしたものである。
【００２５】
上記流体袋２ｃは、図８に示すように多層構造としてもよく、この場合、腱６をより強く圧迫することができる。また、図に示すように流体袋２ｃの積層数を流体袋２ａ，２ｂの積層数より多くしておくと、腱６の圧迫をより強くすることができる。なお、図９に示すように、流体袋２ｃの積層数が流体袋２ａ，２ｂの積層数と同じであっても、流体袋２ｃの側壁の長さを長くしておけば、流体袋２の断面積が流体袋２ａ，２ｂより小さいために、腱６の圧迫を十分強くすることができる。
【００２６】
図１０に示すように、流体袋２ａ，２ｂの間に流体袋２ｃに代えて、腱圧迫用の弾性体３を配置してもよい。この場合、弾性体３を腱６の形状に沿う腕脚形状としておくことで、弾性体３の存在が流体袋２が周方向に位置ずれしてしまう原因になってしまうことを防ぐことができる。
【００２７】
図１１に別の例を示す。これは流体袋２におけるポンプ１０との接続のための接続口１６を流体袋２の周方向の中央位置（好ましくは周方向と直交する方向においても中央位置となるところ）に配置した例を示しており、この場合、流体袋２ａと流体袋２ｂとにバランスよく流体を送り込むことができる。
【００２８】
図１２に示すものは、流体袋２ａ，２ｂ間を連通させている部分の断面積が小さく、この部分を通じて流体袋２ａ，２ｂに流体を送り込む場合、流体袋２ａ，２ｂが収縮している状態では上記連通部分で圧力損失が生じることに鑑み、流体袋２ａ，２ｂの最外層で相互に連通している部分に、中央部が切欠２３となっているスペーサ２２を入れて、収縮時にも所定の断面積以上の流路が確保されるようにしている。スペーサ２２としては、厚さ０．２ｍｍ程度のウレタンシートを好適に用いることができる。
【００２９】
スペーサ２２に代えて、図１３に示すように流体袋２ａ，２ｂの内面に突条２４を設けたり、あるいは図１４に示すように、流体袋２ａ，２ｂの内面に溝２５を設けたり、図１５に示すように、流体袋２ａ，２ｂの内面に多孔質材２６を配置することによって、収縮時にも所定の断面積以上の流路が確保されるようにしてもよい。
【００３０】
また、図１６に示すように、接続口１６周辺にチャンバー２７を設けるようにしてもよい。
【００３１】
図１７は流体袋２の外周に配置するクリップ板４の一部にくり抜き部２８を設けたものを示している。クリップ板４と流体袋２との密着性が良くなることから、流体まわりがより一層改善される。なお、図示例ではクリップ板４と手首７との曲率が合わない領域、つまりクリップ板４の曲率半径が最も小さい領域付近にくり抜き部２８を一つ設けているが、複数のくり抜き部２８を設けても良く、くり抜き部２８を設ける位置やくり抜き部２８の形状等、図示例に限定されるものではない。
【００３２】
また、以上の各例では手首に装着して橈骨動脈と尺骨動脈とを確実に圧迫するものを示したが、指や足首、足指などにおいても２本の動脈が存在するとともにその間に腱などの硬い組織が存在していることから、これらの部分に適用させたものであってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、少なくとも２本の動脈と動脈間に位置する腱が存在する生体部位に装着されて上記両動脈を流体袋で圧迫して生体情報を計測する生体情報計測装置において、流体袋は各動脈に対応する数及び位置にある複数の流体袋で形成されているために、各動脈が個別の流体袋で圧迫されるものであり、動脈間に位置する腱で動脈の圧迫が阻害されてしまったり周方向にずれが生じてしまうようなことがなく、しかも相互に連通している複数の流体袋は夫々動脈圧迫方向において複数層からなる積層構造となっていて、各流体袋は動脈の圧迫方向に膨張するものであり、生体との接触面も平面で形成することができるために、複数の動脈の圧迫を効果的に行うことができる。加えるに、複数の流体袋は対応する動脈の生体における深さに応じて層間接続用の穴径が異なっているために、深い位置にある動脈に対する動脈への圧迫力を強くすることができる。
【００３４】
この場合、複数の流体袋は夫々３層以上の積層構造となっていると、圧迫力を高くすることができる。
【００３５】
また複数の流体袋は生体部位への巻き付け周方向において生体側となる内周側の長さよりも外周側の長さが大となっていると、生体部位に巻き付けた時、流体袋の膨張による圧迫力を適切に動脈に伝えることができる上に、流体袋に生じる皺が少なくなるために、皺が生じることによる弊害を少なくすることができる。
【００３６】
また、複数の流体袋は対応する動脈の生体における深さに応じて層数が異なっていても、深い位置にある動脈に対する動脈への圧迫力を強くすることができる。
【００３７】
さらに複数の流体袋が３層以上の積層構造である場合、生体側となる内周側の層間接続用の穴の径が外周側の層間接続用の穴の径よりも大となっていることが好ましい。外周側でストロークを確保しつつ、内周側で生体をフラットに圧迫することができる。
【００３８】
また、複数の流体袋で構成された流体袋が生体の腱の圧迫用の圧迫部を上記の複数の流体袋間に備えていると、腱が動脈の圧迫の邪魔になってしまう状態を避けることができる。
【００３９】
この場合、圧迫部は腱の圧迫方向において複数の層からなる積層構造となった流体袋で形成されていると、動脈圧迫用の流体袋と同時に圧迫部も膨張させることができる。
【００４０】
しかも圧迫部の積層数が動脈圧迫用の流体袋の積層数より多いと、腱の圧迫を効果的に行うことができる。圧迫部の積層数が動脈圧迫用の流体袋の積層数と同じでも圧迫部の側壁長が動脈圧迫用の流体袋の側壁長より大であれば、腱の圧迫を効果的に行うことができる。
【００４１】
また、上記圧迫部は流体袋に付設された弾性体で形成されているとともにその生体側となる内周側が対応する生体部位形状に沿った湾曲形状となっていてもよい。腱の圧迫をずれが生じたりすることなく行うことができる。
【００４２】
流体袋におけるポンプとの接続用の接続口が複数の流体袋間に位置していることが各流体袋をバランス良く膨張させることができる点で好ましい。
【００４３】
また、流体袋がその収縮時における流体通路確保用のスペーサを内蔵していると、圧力損失を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例における流体袋の断面図である。
【図２】同上の全体構成を示す断面図である。
【図３】他例の流体袋の断面図である。
【図４】さらに他例の流体袋の断面図である。
【図５】別の例の流体袋の断面図である。
【図６】さらに別の例の流体袋の断面図である。
【図７】他の例の流体袋の断面図である。
【図８】さらに他の例の流体袋の断面図である。
【図９】別の例の流体袋の断面図である。
【図１０】さらに別の例の流体袋の断面図である。
【図１１】 (a)(b)は他の例の流体袋の平面図と断面図である。
【図１２】 (a)(b)は更に他の例の流体袋の平面図と断面図である。
【図１３】 (a)(b)は別の例の流体袋の平面図と断面図である。
【図１４】 (a)(b)はさらに別の例の流体袋の平面図と断面図である。
【図１５】 (a)(b)は他の例の流体袋の平面図と断面図である。
【図１６】 (a)(b)は更に他の例の流体袋の平面図と断面図である。
【図１７】クリップ板の斜視図である。
【図１８】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１カフ
２流体袋
２ａ流体袋
２ｂ流体袋

Claims

少なくとも２本の動脈と動脈間に位置する腱が存在する生体部位に装着されて上記両動脈を流体袋で圧迫して生体情報を計測する生体情報計測装置において、流体袋は各動脈に対応する数及び位置にある複数の流体袋で形成されているとともに、相互に連通している複数の流体袋は夫々動脈圧迫方向において複数層からなる積層構造となっており、上記複数の流体袋は対応する動脈の生体における深さに応じて層間接続用の穴径が異なっていることを特徴とする生体情報計測装置。
複数の流体袋は夫々３層以上の積層構造となっていることを特徴とする請求項１記載の生体情報計測装置。
複数の流体袋は生体部位への巻き付け周方向において生体側となる内周側の長さよりも外周側の長さが大となっていることを特徴とする請求項１または２記載の生体情報計測装置。
複数の流体袋は対応する動脈の生体における深さに応じて層数が異なっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体情報計測装置。
複数の流体袋は３層以上の積層構造であるとともに、生体側となる内周側の層間接続用の穴の径が外周側の層間接続用の穴の径よりも大となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体情報計測装置。
複数の流体袋で構成された流体袋は生体の腱の圧迫用の圧迫部を上記の複数の流体袋間に備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体情報計測装置。
圧迫部は腱の圧迫方向において複数の層からなる積層構造となった流体袋で形成されていることを特徴とする請求項６記載の生体情報計測装置。
圧迫部の積層数が動脈圧迫用の流体袋の積層数より多いことを特徴とする請求項７記載の生体情報計測装置。
圧迫部の積層数は動脈圧迫用の流体袋の積層数と同じであり且つ圧迫部の側壁長が動脈圧迫用の流体袋の側壁長より大であることを特徴とする請求項７記載の生体情報計測装置。
圧迫部は流体袋に付設された弾性体で形成されているとともにその生体側となる内周側が対応する生体部位形状に沿った湾曲形状となっていることを特徴とする請求項６記載の生体情報計測装置。
流体袋におけるポンプとの接続用の接続口が複数の流体袋間に位置していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の生体情報計測装置。
流体袋はその収縮時における流体通路確保用のスペーサを内蔵していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の生体情報計測装置。