JP2006212095A - Photoelectric sensor and blood pressure measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光電センサ、血圧測定装置に関する。 The present invention relates to a photoelectric sensor and a blood pressure measurement device.
従来、被験者の血流量の変動の様子を光電センサによって検出するものが広く知られている。光電センサは投光・受光素子から構成され、例えば被験者の手指等にセンサ固定用バンドによって固定されるようになっている。
バンドによる取り付け構造では、光電センサの取り付け場所が被験者の指、手首、足首等に限定され、それ以外の場所への取り付けを行うことが出来ない。
また、上記取り付け構造では、光電センサを測定箇所に取り付けるのに、固定用のバンドを両手でつかんで拡げた状態にしておき、その後、測定箇所にバンドを被せてゆくといった作業が必要となり、この点においても改善の余地があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、指、手首に加えて耳たぶ等の平らな部分への取り付けが簡単に行うこと出来る光電センサ並びに、それを用いた血流量測定装置を提供することを目的とする。
In the attachment structure using the band, the attachment place of the photoelectric sensor is limited to the subject's finger, wrist, ankle, etc., and attachment to other places is not possible.
Further, in the above mounting structure, in order to attach the photoelectric sensor to the measurement location, it is necessary to hold the band for fixing with both hands and then spread it, and then cover the measurement location with the band. There was room for improvement.
The present invention has been completed based on the above-described circumstances, and a photoelectric sensor that can be easily attached to a flat part such as an earlobe in addition to a finger and a wrist, and a blood flow volume using the photoelectric sensor. It aims at providing a measuring device.
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、被験者の被測定部位に取り付けて前記被測定部位内部の血管を流れる血流量の変化を検出する光電センサであって、ヒンジによって回動可能に連結されるとともに前記被測定部位を挟持可能な一対の保持部材と、前記保持部材のうちいずれか一方側に設けられ、前記被測定部位の血管に対して所定波長の検出光を照射する投光素子と、他方側の保持部材に設けられ、前記投光素子からの検出光の光量に応じた大きさの受光信号を出力する受光素子と、前記両保持部材を挟み方向に付勢する付勢部材とからなるところに特徴を有する。 As means for achieving the above object, the invention of claim 1 is a photoelectric sensor that is attached to a measurement site of a subject and detects a change in blood flow flowing in a blood vessel inside the measurement site, and is a hinge sensor. A pair of holding members that are pivotably connected and can hold the measurement site, and provided on either one of the holding members, and detect light of a predetermined wavelength with respect to the blood vessel of the measurement site A light emitting element to be irradiated, a light receiving element that is provided on the other holding member and outputs a light receiving signal having a magnitude corresponding to the amount of detection light from the light projecting element, and the both holding members are attached in the sandwiching direction. It is characterized in that it comprises a biasing member that biases.
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記他方側の保持部材には前記受光素子が複数個設けられ、これら複数の受光素子がそれぞれ前記投光素子からの検出光を受光するように配置されているところに特徴を有する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the holding member on the other side is provided with a plurality of the light receiving elements, and each of the plurality of light receiving elements receives detection light from the light projecting element. It is characterized by being arranged so as to.
請求項3の発明は、請求項2に記載の光電センサと、前記光電センサの備える受光素子から得られる受光信号のレベルに基づいて被験者の血流データを決定する血流データ決定手段と、前記受光素子から得られる両受光信号の位相差に基づいて血流の速度データを決定する速度決定手段と、被験者の血管を圧迫するためのカフと、このカフによって圧迫された部分から圧脈波を検出するカフ圧センサと、前記カフ圧センサから得られる圧脈波データ、前記血流データ並びに前記速度データに基づいて被験者の血圧値を決定する血圧決定手段と、を有するところに特徴を有する。
The invention according to claim 3 is the photoelectric sensor according to
請求項4の発明は、請求項3に記載のものにおいて、前記受光素子から得られる受光信号のノイズ成分を除去するノイズ除去回路を備えたところに特徴を有する。 The invention of claim 4 is characterized in that, in the apparatus of claim 3, there is provided a noise removing circuit for removing a noise component of a light receiving signal obtained from the light receiving element.
<請求項1の発明>
請求項1の発明によれば、被測定部位に対する光電センサの取り付けをワンタッチで行うことが出来るから、取り付け操作性に優れる。また、被測定部位を両保持部材間に挟み込んで保持する取り付け形式であるから、指、手首等に加えて、耳たぶへの取り付けも可能となる。
<Invention of Claim 1>
According to the first aspect of the present invention, since the photoelectric sensor can be attached to the measurement site with a single touch, the attachment operability is excellent. In addition, since it is an attachment type in which the measurement site is held between both holding members, it can be attached to the earlobe in addition to the finger, the wrist, and the like.
<請求項2並びに請求項3の発明>
受光素子を複数個備えていれば、受光信号の位相差から血流の速度を算出することが可能となる。そして、血圧値は圧脈波データ、血流量データに加えて、血流の速度も加味した上で決定されるから、決定される血圧値の信頼性が高まる。
<Invention of
If a plurality of light receiving elements are provided, the blood flow velocity can be calculated from the phase difference of the light receiving signals. Since the blood pressure value is determined in consideration of the blood flow velocity in addition to the pressure pulse wave data and the blood flow volume data, the reliability of the determined blood pressure value is increased.
<請求項4の発明>
ノイズを除去することが出来るから、測定精度が高まる。
<Invention of Claim 4>
Since noise can be removed, measurement accuracy is increased.
<実施形態1>
本発明に係る血圧測定装置を図1ないし図12を参照して説明する。
血圧測定装置1は基準となる血圧値(絶対値)を測定するためのカフ圧センサ4と、被験者の耳たぶに取り付けて同部位の血流量の変化(相対値)を経時的に測定する光電センサ40と、両センサ4、40から得られるデータに基づいて演算処理を行うデータ処理装置20とを備え、カフ圧センサ4並びに光電センサ40の双方のセンサを使用して予備測定(装置のキャリブレーション、並びに基準値の取得)を行った後、光電センサ40のみを使用して本測定を行い、被験者の血圧を連続して算出するものである。以下、カフ圧センサ4並びに光電センサ40の構成について説明し、その後、データ処理装置20内における具体的な処理手順について説明する。
<Embodiment 1>
A blood pressure measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The blood pressure measurement device 1 includes a cuff pressure sensor 4 for measuring a blood pressure value (absolute value) serving as a reference, and a photoelectric sensor that is attached to the subject's earlobe and measures a change (relative value) in blood flow over time at the same site. 40 and a
図2において、2は被験者の手首に装着可能なカフであり、内部にゴム袋が内蔵されている。このゴム袋にはチューブが接続されていてエアー供給用のポンプ6と接続されている。また、チューブの途中には開閉弁3が介在されていて、その開閉動作によってカフ2内のゴム袋に対するエアーの供給と排気を行うことが出来るようにしてある。さらに、カフ2内にはゴム袋内の空気変動を検出するためのカフ圧センサ4が組み込まれている。このカフ圧センサ4は図1に示すように、ローパスフィルタ11、ハイパスフィルタ9に接続され、同カフ圧センサ4から出力される検出信号(圧脈波データ)はそれぞれ所定周波数成分(ノイズ成分)がカットされた状態でデータ処理装置20へ入力されるようになっている
In FIG. 2, 2 is a cuff that can be attached to the wrist of the subject, and a rubber bag is incorporated inside. A tube is connected to the rubber bag and is connected to an air supply pump 6. An on-off valve 3 is interposed in the middle of the tube so that air can be supplied to and exhausted from the rubber bag in the
光電センサ40は対向する一対の挟持板(本発明の保持部材に相当する)41、51からなる。図3に示すように、両挟持板41、51は相手側との対向面の上部寄りの位置にそれぞれ光電素子取り付け用の凹部42、52が設けられ、その下方部に連結用の取り付け部43、53が設けられている。取り付け部43、53は図6に示すように各挟持板41、51に一対水平方向に並んで設けられるとともに、挟持板51の取り付け部53間に挟持板41の取り付け部43が若干の隙間を持って嵌めあわされるようになっている。
The
これら両挟持板41、51は取り付け部43、53に設けられる挿通孔を貫通するヒンジピン61によって連結され、更に、ヒンジピン61には両挟持板41、51を閉じ方向に付勢するコイルばね(本発明の付勢部材に相当)62が外挿されている。これにより、両挟持板41、51は常には上端同士を付き合わせた閉じ姿勢にあるが(図3に示す姿勢)、挟持板41、51の下端をばね力に抗じてつまみ操作(近接方向に操作)してやると、開脚姿勢をとる。これにより、つまみ操作をした状態で光電センサ40を耳たぶにセットし、その状態から手を離してやれば被験者の耳たぶに対して光電センサ40全体の取り付けを行うことが出来る(図4参照)。
Both the
凹部のうち図5における左側の挟持板41の凹部42には投光素子45が投光面を相手側に向けた状態で収容され、右側の挟持板51の凹部52には受光素子55が同じく受光面を相手側に向けた状態で収容されている。投光素子45としては近赤外光波長(例えば640mm)をもった光を照射可能な発光赤色LEDが使用され、受光素子55としてはフォトトランジスタが使用されている。
Among the recesses, the
そして、発光赤色LEDから被験者の血管に向けて検出光が照射されると、検出光のうち血管を透過した透過光がフォトトランジスタによって受光され、同フォトトランジスタからは透過光の光量に応じた大きさの受光信号(より、詳しくは受光量を反転させた信号)が出力される。これにより、フォトトランジスタからは血管の容量に伴う吸光度の変化、すなわち血流量の相対的な変化(光電容積脈波)が検出されるようになっている。 Then, when detection light is emitted from the light emitting red LED toward the blood vessel of the subject, transmitted light that has passed through the blood vessel is received by the phototransistor among the detection light, and the magnitude corresponding to the amount of transmitted light is received from the phototransistor. The light reception signal (more specifically, a signal obtained by inverting the light reception amount) is output. As a result, a change in absorbance associated with the volume of the blood vessel, that is, a relative change in blood flow (photoelectric volume pulse wave) is detected from the phototransistor.
また、図6に示すように、投光素子45は凹部42に1個収容されているのに対して、受光素子55は凹部52に2個、図6における左右方向(挟持板51の長手方向と直交する方向)に並んだ状態で収容されている。これら両受光素子55A、55Bはいずれも投光素子45からの検出光を受光可能とされ、各受光素子55A、55Bからはそれぞれ受光信号が出力されるようになっている。これら各受光信号はローパスフィルタ(本発明のノイズ除去回路に相当)14及びハイパスフィルタ(本発明のノイズ除去回路に相当)15に接続されノイズ成分が除去された後、データ処理装置20に入力されるようになっている。
なお、光電センサ40に接続されたローパスフィルタ14ではノイズとなる低周波成分を除去するためにこの実施形態では30HZ以下の成分をカットし、また、同じくハイパスフィルタ15では所定の高周波成分(150HZ以上)をカットすることが出来るような設定となっている。
Further, as shown in FIG. 6, one
In this embodiment, the low-
そして、本実施形態では受光素子55Aがメイン側、受光素子55Bがサブ側とされており、詳細には後述するがメイン側の受光素子55Aから得られる受光信号(光電容積脈波)に基づいてデータ処理装置20において脈波面積Vが算出される。
In the present embodiment, the
一方、サブ側の受光素子55Bは血圧測定装置1の測定精度を向上させるためのものである。本実施形態の血圧測定装置1は血圧を連続算出するのに、光電容積脈波の脈波面積と血圧との関係に着目しているが(詳細な血圧算出手順に関しては後に述べる)、血圧は血液の粘性や血管の硬化によっても変動する。そして、血流の粘性が異なったり血管が硬化すると、血流の速度が変化するとともに光電容積脈波の波形が変化するから脈波面積に基づく算出方法であれば、一応はこれらの血圧変動因子を加味することが出来るが、血流の速度を監視し、速度に変化が生じたときには補正処理(詳細には後述)を行うことで、より一層正確な血圧値の算出が可能となる。
On the other hand, the sub-side
血流の速度の算出は次の要領で行われる。メイン・サブの両受光素子55A、55Bは、図11に示すように血液の流れ方向の上流側と下流側に配置され、両受光素子55A、55Bからは、図12に示すように波形がほぼ同一で位相のみことなる受光信号Do、D1が得られる。そして、これら両受光素子55A、55Bの配置ピッチはLmmであることから、受光素子55Aのピーク時をt1、受光素子55Bのピーク時をt2とすると血流の速度Rは次式より得られる。
R=L/(t2−t1)・・・・・・・・(a)
尚、この速度Rが本発明における血流の速度データに相当するものである。
The blood flow velocity is calculated as follows. As shown in FIG. 11, the main and sub
R = L / (t2-t1) (a)
The velocity R corresponds to blood flow velocity data in the present invention.
次にデータ処理装置20における具体的な処理手順について説明する。
データ処理装置20は図1に示すように、A/D変換部21、CPU25、メモリ27から構成されており、カフ圧センサ4、並びに光電センサ40から出力された信号はA/D変換部21によってアナログ信号からディジタル信号に変換された後、CPU25に入力される。
Next, a specific processing procedure in the
As shown in FIG. 1, the
その後、CPU25では以下の処理手順にしたがって、被験者の血圧値が算出される。尚、メモリ27内には光電センサ40から得られる光電容積脈波から血圧値を算出するのに必要な計算式が書き込まれている。また、CPU25が本発明の血流データ決定手段、血圧決定手段、速度決定手段に相当するものである。
Thereafter, the
<予備測定時の処理>
CPU25ではカフ圧センサ4から圧脈波の入力があると、これに基づいて基準となる最高・最低の両血圧値及び脈拍数の各絶対値が算出される(図7におけるa、bの工程)。
続いて、最高、最低血圧算出の対象となった時(以下、基準時)における血圧面積(基準血圧面積)Aoが算出される(cの工程)。基準血圧面積Aoは時間を横軸に血圧を縦軸にとって、1心拍の周期To内における最高・最低の両血圧値Po1、Po2によって定まる平面図形の面積によって決定される。具体的には、図9に示すように、基準血圧面積Aoは横の辺が1心拍時間To、縦の辺が最低血圧Po2によって形成される長方形の領域(下部領域面積Aop2)と、底辺が1心拍時間To、高さが最高血圧Po1と最低血圧Po2の差となって表される三角形の領域(上部領域面積Aop1)との和、すなわち以下の(1)式から(3)式に基づいて算出される。
Aop1=(Po1−Po2)/2×To・・・・・・・・(1)
Aop2=Po2×To・・・・・・・・・・・・・・・・(2)
Ao=Aop1+Aop2・・・・・・・・・・・・・・・(3)
ここで、Aop1とAop2との比をKとする。
Aop1:Aop2=K・・・・・・・・・・・・・・・・(4)
<Process during preliminary measurement>
When a pressure pulse wave is input from the cuff pressure sensor 4 in the
Subsequently, a blood pressure area (reference blood pressure area) Ao at the time when the highest and lowest blood pressures are calculated (hereinafter referred to as reference time) is calculated (step c). The reference blood pressure area Ao is determined by the area of the plane figure determined by both the highest and lowest blood pressure values Po1 and Po2 within one heartbeat period To, with time on the horizontal axis and blood pressure on the vertical axis. Specifically, as shown in FIG. 9, the reference blood pressure area Ao has a rectangular region (lower region area Aop2) in which the horizontal side is formed by one heartbeat time To and the vertical side is the minimum blood pressure Po2, and the base is 1 heartbeat time To, sum of triangle area (upper area Aop1) whose height is the difference between systolic blood pressure Po1 and systolic blood pressure Po2, that is, based on the following expressions (1) to (3) Is calculated.
Aop1 = (Po1-Po2) / 2 × To (1)
Aop2 = Po2 × To (2)
Ao = Aop1 + Aop2 (3)
Here, the ratio between Aop1 and Aop2 is K.
Aop1: Aop2 = K (4)
そして、上記基準血圧面積Aoの算出に続いて、メイン側の受光素子55Aの光電容積脈波Doに基づいて脈波面積(基準脈波面積)Voが求められる(fの工程)。具体的には、図10に示すような1心拍時間To内の血流量変化の積分値として基準脈波面積Voが求められる。
Then, following the calculation of the reference blood pressure area Ao, a pulse wave area (reference pulse wave area) Vo is obtained based on the photoelectric volume pulse wave Do of the main
そして、基準脈波面積Voの算出がなされると、今度はgの工程で面積比(Ao/Vo)がCPU25において算出される。こうして得られた面積比(Ao/Vo)がキャリブレーション値となり、この値に基づいて光量の調整がなされる。すなわち、算出された面積比(Ao/Vo)が閾値に比べて大きい場合(基準脈波面積Voが小さい場合)には、受光素子55からの受光信号が大きくなるように投光素子45の投光レベルを上昇させ、これとは反対に算出された面積比(Ao/Vo)が閾値に比べて小さい場合(基準脈波面積Voが大きい場合)には、受光素子55からの受光信号が小さくなるように投光素子45の投光レベルをダウンさせる。
尚、この基準脈波面積Vo並びに、後述する脈波面積Vtが本発明の血流データに相当するものである。
When the reference pulse wave area Vo is calculated, the
The reference pulse wave area Vo and the pulse wave area Vt described later correspond to the blood flow data of the present invention.
また、先に説明したfの工程では、基準脈波面積Voの算出とともに、血流の速度の算出が先に説明した(a)式に基づいて行われ、算出された血流の速度が基準速度Roとしてメモリ27に記憶される。
In step f described above, the calculation of the reference pulse wave area Vo and the calculation of the blood flow velocity are performed based on the equation (a) described above, and the calculated blood flow velocity is the reference. It is stored in the
<本測定時の処理>
本測定では光電センサ40によって被験者の血管に対して検出光が照射され、両受光素子45、55により光電容積脈波が経時的に出力されるが、この場合においても、各受光素子55A、55Bからの受光信号はローパス・ハイパスの両フィルタ14、15によって所定周波数域の周波成分が除去された後、A/D変換部21によってデジタル信号に変換され、その後、CPU25に入力される。
<Process during the actual measurement>
In this measurement, the
CPU25ではメイン側の受光素子55Aからの得られた光電容積脈波Dtより1心拍毎の脈波面積Vtが基準脈波面積Voと同じ要領で算出される。そして、脈波面積Vtに前記した面積比(Ao/Vo)が乗ぜられて血圧面積Atが算出される(iの工程)。
In the
そして、上記した血圧面積Atの算出に続いて、Jの工程で血圧値の最大、最小値がCPU25において算出される。具体的には、血圧値の最大値をPt1、最小値をPt2、心拍時間をTtとすると、血圧面積At、上部領域面積Atp1、下部領域面積Atp2は以下の(5)〜(7)式によって表すことが出来る。
Atp1=(Pt1−Pt2)/2×Tt・・・・・・・・(5)
Atp2=Pt2×Tt・・・・・・・・・・・・・・・・(6)
At=Atp1+Atp2・・・・・・・・・・・・・・・(7)
ここで、血圧面積Atの上部領域面積Atp1と下部領域面積Atp2との比率が、基準血圧面積Aoの上部領域面積Aop1と下部領域面積Aop2との比率Kと等しいと仮定すると次の(8)式が得られる。
Atp1:Atp2=K・・・・・・・・・・・・・・・・(8)
Then, following the calculation of the blood pressure area At described above, the maximum and minimum blood pressure values are calculated in the
Atp1 = (Pt1-Pt2) / 2 × Tt (5)
Atp2 = Pt2 × Tt (6)
At = Atp1 + Atp2 (7)
Assuming that the ratio of the upper region area Atp1 and the lower region area Atp2 of the blood pressure area At is equal to the ratio K of the upper region area Aop1 and the lower region area Aop2 of the reference blood pressure area Ao, the following equation (8) Is obtained.
Atp1: Atp2 = K (8)
したがって、(7)式、(8)式より、以下の(9)式、(10)式が得られる。
Atp1=K/(1+K)×At・・・・・・・・・・・・(9)
Atp2=1/(1+K)×At・・・・・・・・・・・・(10)
Therefore, the following formulas (9) and (10) are obtained from formulas (7) and (8).
Atp1 = K / (1 + K) × At (9)
Atp2 = 1 / (1 + K) × At (10)
そして、得られた(10)式を(6)式に代入すると最小血圧値が得られ、更に、(5)式、(9)式、(11)式より最大血圧値が得られる。
Pt2=At/((1+K)×Tt)・・・・・・・・・・(11)
Pt1=(2K+1)×At/((1+K)×Tt)・・・(12)
Substituting the obtained equation (10) into equation (6) yields a minimum blood pressure value, and further obtains a maximum blood pressure value from equations (5), (9), and (11).
Pt2 = At / ((1 + K) × Tt) (11)
Pt1 = (2K + 1) × At / ((1 + K) × Tt) (12)
上記要領で最低・最高血圧値が算出されると、今度はkの工程に進み、そこでメイン・サブの両受光素子55A、55Bから得られる受光信号に基づいて血流の速度Rtの算出がCPU25において行われる。具体的には、上記(a)式に各受光素子55A、55Bから得られる受光信号のピーク時間t1.t2を代入することで算出される。
When the minimum and maximum blood pressure values are calculated in the above manner, the process proceeds to step k, where the
kの工程で血流の速度Rtが算出されると、l工程に進みそこでは、k工程で算出された血流の速度Rtに基づいてJ工程で算出された血圧値の補正処理を行う。具体的には、k工程で算出された血流の速度Rtをfの工程で算出された予備測定時における基準速度Roと比較して、速度の変動分に応じた大きさの補正係数を血圧値Pt1、Pt2にそれぞれ乗じることとしている。
すなわち、基準速度Roに対して本測定時の血流の速度Rtが大きな値である場合には、補正係数として1以上の値が上記(5)式から(12)式に基づいて算出された血圧値に対して乗ぜられる。これは、血流の速度が早ければ早いほど血圧(動圧成分)が上昇するためである。
一方、これとは反対に基準速度Roに対して、本測定時の血流の速度Rtが小さな値である場合には、血圧値が上記数式で得られた値より小さくなるように補正係数は1以下の値とされている。
When the blood flow velocity Rt is calculated in step k, the process proceeds to step l where the blood pressure value calculated in step J is corrected based on the blood flow velocity Rt calculated in step k. Specifically, the blood flow velocity Rt calculated in step k is compared with the reference velocity Ro in the preliminary measurement calculated in step f, and a correction coefficient having a magnitude corresponding to the variation in velocity is calculated. The values Pt1 and Pt2 are multiplied respectively.
That is, when the blood flow velocity Rt at the time of the main measurement is larger than the reference velocity Ro, a value of 1 or more is calculated as the correction coefficient based on the equations (5) to (12). It is multiplied by the blood pressure value. This is because blood pressure (dynamic pressure component) increases as the blood flow speed increases.
On the other hand, when the blood flow velocity Rt at the actual measurement is a small value with respect to the reference velocity Ro, the correction coefficient is set so that the blood pressure value is smaller than the value obtained by the above formula. The value is 1 or less.
その後、データ処理装置20はl工程で算出された血圧値を血圧基準値と照合しチェックする(mの工程)。この血圧基準値は正常な測定で得られる血圧値の幅(例えば、50〜140mmHg)であって、算出された血圧値がこの血圧基準値内にあるときには「測定が正しく行われた」と判断し血圧値の推移をモニタ30に表示し(nの工程)、血圧基準値外の時には「測定に誤りがあった」と判断して最高血圧・最低血圧を算出する工程に戻って再び血圧値を算出するようになっている。
Thereafter, the
次に本実施形態の作用、効果を具体的に説明する。
血圧の測定を行うにはまず基準となる血圧値を測定するために予備測定を行う。それには、カフバンド2を被験者の指先から奥側に向けて被せて、被験者の手首又は前腕にカフ圧センサ4をセットするとともに、以下の要領で被験者の耳たぶに対して光電センサ40の取り付けを行う。
Next, the operation and effect of this embodiment will be specifically described.
In order to measure blood pressure, first, preliminary measurement is performed in order to measure a blood pressure value as a reference. For this purpose, the
まず、両挟持板41、51のうちの図3における下部を摘まんで光電センサ40をV字形の開脚姿勢にする。その後、光電センサ40の挟持板41、51間に被験者の耳たぶが挟まれた状態となるように光電センサ40をセットし、手を離してやる。すると、光電センサ40の両挟持板41、51は先端同士を突き合わせた元姿勢に復帰する。これにより、光電センサ40の装着が完了する。
First, the lower part in FIG. 3 of both the
両センサ4、40の取り付けが完了したら、データ処理装置20の電源を投入する。続いてポンプ6を駆動させてカフ2のゴム袋へエアーを供給する。圧脈波が検出されなくなるまでカフ2へのエア−供給が継続される。圧脈波が出現しなくなった時点で、カフ2へのエアーの供給を停止し、開閉弁3を開いて減圧を開始する。その間の圧力変動がカフ圧センサ4によって検出され、これがCPU25に入力される。
一方、光電センサ40の投光素子45からは耳たぶの毛細血管に向けて検出光が照射される。光電センサ40からの検出光の一部は血管内において吸収されるが、検出光のうち血管を透過した透過光が隣接される2個の受光素子55によってそれぞれ受光され、各受光素子55からは透過光の光量に応じた大きさの受光信号が出力され、これがCPU25に入力される。
そして、CPU25ではa工程からfの工程を経て、最高・最低の両血圧Po1、Po2の測定、基準速度Ro、面積比(Ao/Vo)等の算出が行われる。
When the attachment of both
On the other hand, the
Then, the
そして、予備測定が完了すると今度はカフ圧センサ4は取り外され、光電センサ40のみで測定を行う本測定に移行する。本測定では、光電センサ40から得られる受光信号(光電容積脈波)がCPU25に入力されるとともに、CPU25では入力された受光信号と、予備測定において得られたデータから血圧値の算出が連続的に行われ(h工程からm工程における処理)、その算出結果がモニタ30に表示される。
Then, when the preliminary measurement is completed, the cuff pressure sensor 4 is removed and the process moves to the main measurement in which the measurement is performed only by the
このように本実施形態によれば、予備測定で圧脈波と光電容積脈波を同時に測定してあるから、その後に行われる本測定で得られる光電容積脈波を予備測定のデータを利用して絶対値化することができる。そのため、カフ2による再加圧を行うことなく連続して血圧を測定することが出来る。
As described above, according to the present embodiment, the pressure pulse wave and the photoelectric volume pulse wave are simultaneously measured in the preliminary measurement. Therefore, the photoelectric volume pulse wave obtained in the subsequent main measurement is used for the preliminary measurement data. Can be converted into absolute values. Therefore, blood pressure can be continuously measured without performing re-pressurization with the
また、カフ圧センサ4は予備測定にだけ使用されるのに対して、光電センサ40は予備測定並びに本測定の双方で使用されるから、取り付け・取り外しの頻度が多く装着を簡単に行えることが望まれる。この点に関し、本発明によれば光電センサ40の取り付け・取り外しをワンタッチで行うことが可能であり、操作性に優れる。加えて、光電センサ40は一対の挟持板41、51によって被測定箇所を挟みつけて固定する形式のものであるから、被測定箇所が指や手首等に限定されることなく、耳たぶに対しても取り付けが可能である。
In addition, the cuff pressure sensor 4 is used only for preliminary measurement, whereas the
加えて、本実施形態では光電センサ40に受光素子55を複数個備えており、これら両受光素子55A、55Bからの受光信号に基づいて血流の速度Rを算出し、これに基づいて血圧値Pを補正処理している。このような処理を行うことで、血液の粘度や血管の硬化に伴う血圧値の変動を加味した血圧値の算出が可能となる。
In addition, in the present embodiment, the
<実施形態2>
本実施形態の血圧測定装置1は上記した血圧値の算出の他に動脈血酸素飽和度(血中酸素飽和量)SaO2を算出するようになっており、以下その算出手順について図13のフローチャートを参照して説明する。
まず、前述したように、カフ圧センサ4及び光電センサ40より圧脈波、光電容積脈波を検出し、これらに基づきデータ処理装置20が血圧値を算出する。その後、血圧値から血管内の圧力変動ΔPを算出するとともに、実施形態1の(a)式に従って血流速度Rを算出する。
<
The blood pressure measurement device 1 according to the present embodiment calculates arterial blood oxygen saturation (blood oxygen saturation) SaO2 in addition to the above-described blood pressure value calculation. For the calculation procedure, refer to the flowchart of FIG. To explain.
First, as described above, the pressure pulse wave and the photoelectric volume pulse wave are detected from the cuff pressure sensor 4 and the
続いて、(13)〜(15)式に従って、データ処理装置20が血流量Q、心拍出量Co、心係数Cxを算出する。
Q=π×d2×R・・・・・・・・・・・・・・・・(13)
Co=E×Q・・・・・・・・・・・・・・・・・・(14)
Cx=Co/S・・・・・・・・・・・・・・・・・(15)
E・・・脈拍
S・・・・体表面積(本実施形態では、S=3.4L/min/m2とする)
d・・・・血管径(本実施形態では、d=0.15cmとする)
Subsequently, according to the equations (13) to (15), the
Q = π × d 2 × R (13)
Co = E × Q (14)
Cx = Co / S (15)
E ... Pulse S ... Body surface area (in this embodiment, S = 3.4 L / min / m 2 )
d... Blood vessel diameter (d = 0.15 cm in this embodiment)
その後、光電容積脈波から動脈血酸素含量CaO2及び混合静脈血酸素飽和含量CvO2を算出するとともに、(16)式に従って、動脈血酸素飽和度SaO2を算出する。
SaO2=(CaO2−CvO2)×Cx・・・・・(16)
そして、動脈血酸素飽和度SaO2の推移がモニタ30に表示される。
Thereafter, the arterial oxygen content CaO2 and the mixed venous oxygen saturation content CvO2 are calculated from the photoelectric volume pulse wave, and the arterial oxygen saturation SaO2 is calculated according to the equation (16).
SaO2 = (CaO2-CvO2) × Cx (16)
The transition of the arterial oxygen saturation SaO2 is displayed on the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention, and further, within the scope not departing from the gist of the invention other than the following. Various modifications can be made.
(1)実施形態1では、被験者の耳たぶに光電センサを取り付けたが、被験者の手のひらに取り付けてもよい。 (1) In Embodiment 1, the photoelectric sensor is attached to the subject's earlobe, but may be attached to the subject's palm.
40…光電センサ
41、55…挟持板
45…投光素子
55…受光素子
62…コイルばね
DESCRIPTION OF
Claims (4)
ヒンジによって回動可能に連結されるとともに前記被測定部位を挟持可能な一対の保持部材と、
前記保持部材のうちいずれか一方側に設けられ、前記被測定部位の血管に対して所定波長の検出光を照射する投光素子と、
他方側の保持部材に設けられ、前記投光素子からの検出光の光量に応じた大きさの受光信号を出力する受光素子と、
前記両保持部材を挟み方向に付勢する付勢部材とからなることを特徴とする光電センサ。 A photoelectric sensor that detects a change in blood flow that flows through a blood vessel inside the measurement site by being attached to the measurement site of the subject,
A pair of holding members that are pivotally connected by a hinge and capable of sandwiching the measurement site;
A light projecting element that is provided on either side of the holding member and irradiates a blood vessel of the measurement site with a predetermined wavelength of detection light;
A light receiving element that is provided on the holding member on the other side and outputs a light receiving signal having a magnitude corresponding to the amount of detection light from the light projecting element;
A photoelectric sensor comprising: an urging member that urges both the holding members in the sandwiching direction.
前記光電センサの備える受光素子から得られる受光信号のレベルに基づいて被験者の血流データを決定する血流データ決定手段と、
前記受光素子から得られる両受光信号の位相差に基づいて血流の速度データを決定する速度決定手段と、
被験者の血管を圧迫するためのカフと、
このカフによって圧迫された部分から圧脈波を検出するカフ圧センサと、
前記カフ圧センサから得られる圧脈波データ、前記血流データ並びに前記速度データに基づいて被験者の血圧値を決定する血圧決定手段と、を有することを特徴とする血圧測定装置。 The photoelectric sensor according to claim 2;
Blood flow data determining means for determining blood flow data of a subject based on a level of a light reception signal obtained from a light receiving element included in the photoelectric sensor;
Speed determining means for determining blood flow speed data based on a phase difference between both light receiving signals obtained from the light receiving element;
A cuff to compress the blood vessels of the subject,
A cuff pressure sensor for detecting a pressure pulse wave from a portion compressed by the cuff;
A blood pressure measurement device comprising: blood pressure determination means for determining a blood pressure value of a subject based on pressure pulse wave data obtained from the cuff pressure sensor, the blood flow data, and the velocity data.
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