JPS63293424A - 脈波検出装置 - Google Patents
脈波検出装置Info
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- JPS63293424A JPS63293424A JP13087987A JP13087987A JPS63293424A JP S63293424 A JPS63293424 A JP S63293424A JP 13087987 A JP13087987 A JP 13087987A JP 13087987 A JP13087987 A JP 13087987A JP S63293424 A JPS63293424 A JP S63293424A
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Landscapes
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- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
脈波を高い精度で検出する装置に関するものである。
力波あるいは動脈管壁の振動を一般に脈波というが、こ
の脈波からは、例えば心臓の運動状態などの種々の医学
的情報を得られることが知られている。そして、かかる
脈波を検出するための装置として、人体の体表面であっ
て動脈の直上部に押圧される圧電素子や歪ゲージ等の圧
力センサを備え、その圧力センサによって前記動脈から
発生する脈波の圧力振動を検出するようにしたものがあ
る。実開昭61−60901号公1等に記載されている
装置はその一例である。
力振動を動脈の直上部において検出するようにしている
だけであったため、必ずしも動脈から発生する脈波を高
い精度で検出することはできなかった。すなわち、従来
は一般に動脈の直径と同程度か若しくはそれ以上の大き
さの接触面を有する圧力センサを用いて脈波を検出して
いたのであるが、動脈の直径よりも充分に小さい接触面
の圧力センサを動脈と交差する方向に複数配置して脈波
を検出すると、動脈管壁の張力の相違等に起因して動脈
の直上部であってもその端部か中央部かによって検出さ
れる脈波の絶対的な圧力値は異なってしまうのである。
り、その目的とするところは、動脈の直径よりも小さい
接触面の圧力センサを用いて脈波を高い精度で検出し得
るようにすることにある。
動脈から発生する脈波を検出する装置であって、(al
前記人体の体表面上において前記動脈の直上部に少なく
とも3個は位置するようにその動脈と交差する方向に複
数設けられ、その体表面に押圧されることによりその動
脈から発生する脈波の圧力振動をそれぞれ検出してその
圧力振動に対応する脈波信号を出力する複数の圧力セン
サと、山)その複数の圧力センサからそれぞれ出力され
た前記脈波信号の中から、前記直上部の略中央に位置す
る圧力センサから出力された中央脈波信号を選び出す選
択手段とを有し、その選択手段によって選び出された前
記中央脈波信号に基づいて前記脈波を検出するようにし
たことを特徴とする。
いて検出される脈波の絶対的な圧力値は実際の動脈内の
脈波の圧力値と極めて近似していることに着目し、脈波
を検出すべき動脈の直上部に少なくとも3個は位置する
ように、その動脈と交差する方向に複数の圧力センサを
配置するとともに、その複数の圧力センサからそれぞれ
出力される脈波信号の中から、上記直上部の略中央に位
置する圧力センサから出力された中央脈波信号を選び出
し、その中央脈波信号に基づいて脈波を検出するように
したのである。
波の波形のみならずその絶対的な圧力値についても動脈
内の実際の脈波(圧力波)と絶対値において極めて近似
した脈波が得られるようになり、例えばその脈波に基づ
いて血圧値等を測定することも可能となるのである。
ば、前記複数の圧力センサからそれぞれ出力された前記
脈波信号の中から、前記動脈の直上部に位置する少なく
とも3個の圧力センサから出力された直上脈波信号を選
び出す第1選択手段と、その第1選択手段によって選び
出された前記直上脈波信号の中から前記中央脈波信号を
選び出す第2選択手段とを備えて構成される。
振幅が予め求められた基準値以上の脈波信号を前記直上
脈波信号として選び出すように構成したり、前記脈波信
号の中からその振幅が最大の脈波信号を選び出すととも
に、その量大振幅の脈波信号を出力した前記圧力センサ
の両側に隣接する予め定められた一定数の圧力センサか
ら出力された脈波信号を前記直上脈波信号として選び出
すように構成したりすることができる。これは、動脈の
直上部において検出される脈波の振幅は、直上部以外に
おいて検出される脈波の振幅に比較して充分に大きいか
らである。
の中から、そのピーク値が両側に隣接する圧力センサか
ら出力された脈波信号のピーク値よりも小さい脈波信号
を前記中央脈波信号とじて選び出すように構成される。
される脈波は、直上部の略中央で検出される脈波に比較
して、動脈管壁の張力等に起因して圧力値が全体的に高
くなるからであり、上記ピーク値としては前記脈波信号
の最大値または最小値が好適に用いられるが、その両方
について比較するようにしても差支えない。
る。
本体であり、その間口12が人体の体表面14に対向す
る状態でバンド16により手首18に着脱可能に取り付
けられるようになっている。
の上端にダイヤフラム22の外周縁部を挟んで固定され
た蓋部材24とから成り、ダイヤフラム22の内周縁部
は押圧部材26に固定されている。ダイヤフラム22は
ゴム等の弾性変形可能な材料製であり、押圧部材26は
このダイヤフラム22を介して本体10内に相対移動可
能に保持されている。また、それ等本体10と押圧部材
26との間には、そのダイヤフラム22によって気密な
圧力室28が形成されており、圧力エア供給源30から
調圧弁32を経て圧力エアが供給されるようになってい
る。
部材36の上端に前記ダイヤフラム22の内周縁部を挟
んで固定された蓋部材38と、側壁部材36の下端に配
設された押圧板40とから構成されている。押圧板40
は、第2図に示されているように、単結晶シリコン等か
ら成る半導体チップ42の上面に多数の感圧ダイオード
44を形成したもので、その接合部の圧力変化に対応す
る電気信号が共通の端子46と個々の端子48との間か
ら取り出されるようになっている。多数の感圧ダイオー
ド44は、本体10が手首18に取り付けられた状態に
おいて、脈波を検出すべき撓骨動脈50と略直角に交差
する方向に一定の間隔を隔てて形成されているとともに
、その動脈50と略直角な方向の幅寸法および間隔は、
少なくとも3個の感圧ダイオード44が撓骨動脈50の
直上部、すなわち撓骨動脈50の真上であってその動脈
50の直径と略同じ長さの範囲内に位置するように定め
られている。なお、感圧ダイオード44の形状や動脈5
0と平行な方向の長さ寸法は適宜設定される。
ド44に対応する部分には、それぞれ凹所が形成されて
ゴムフィラー54が埋設されている。ゴムフィラー54
は、感圧ダイオード44に付加を与えることなく且つ下
面52が平坦となるように凹所内に充填されており、動
脈50の直上部およびその近傍の体表面14はこの押圧
板40の下面52によって平坦に押圧されるとともに、
撓骨動脈50から発生する脈波の圧力振動はゴムフィラ
ー54を介して感圧ダイオード44に伝達される。凹所
が形成された部分の半導体チップ42の肉厚は、例えば
15μm程度と極めて薄く、ゴムフィラー54に圧力振
動が伝達されることにより感圧ダイオード44の接合部
には圧力変動が生じ、これにより、その感圧ダイオード
44からはその圧力変動に対応する電気信号が脈波信号
SMとして出力される。本実施例では、この感圧ダイオ
ード44が圧力センサに相当する。
た容器形状を成す絶縁材料製の保持部材56の下端開口
部に固定され、半導体チップ42からの電気的な漏洩が
防止されるようになっている。また、保持部材56と押
圧板40とによって囲まれた空室58はゴム管60を介
して大気に開放されており、空室58内の圧力が体温等
に起因して変動することにより、感圧ダイオード44か
ら出力される脈波信号SMが変化することを防止してい
る。
号SMは、制御装!62に供給される。
れており、供給された脈波信号SMに基づいて動脈50
の脈波を検出し、表示・記録装置64に表示信号SSを
出力してその脈波を表示・記録させるとともに、前記調
圧弁32に駆動信号SDを出力して圧力室28内に供給
される圧力エアの圧力値を制御する。第3図は、かかる
制御装置62による信号処理ロジックの一例を示すフロ
ーチャートであり、以下、このフローチャートに従って
本実施例の作動を説明する。
部を覆うように本体10がバンド16によって手首18
に取り付けられた状態において、図示しない起動スイッ
チが操作されるとステップS1が実行され、駆動信号S
Dが出力されることにより圧力室28内に予め定められ
た一定圧の圧力エアが供給される。これにより、押圧部
材26は本体10に対して相対的に体表面14に向かう
方向へ移動させられ、押圧板40の下面52がその体表
面14に、押圧される。そして、このように下面52が
体表面14に押圧されると、動脈50から発生する脈波
の圧力振動が感圧ダイオード44に伝達され、その圧力
振動に対応する脈波信号SMが出力されるようになる。
よって検出され得る大きさに設定されている。
4から出力される脈波信号SMに基づいて調圧弁32が
制御されることにより、圧力室28内に供給される圧力
エアの圧力値が変更され、感圧ダイオード44から供給
される脈波信号SMの振幅Aが最大となる押圧力で押圧
部材26が体表面14に押圧されるように、圧力エアの
圧力値が調整される。これは、押圧部材26の押圧力が
高過ぎると動脈50は完全に閉塞して脈波が得られなく
なる一方、低過ぎると感圧ダイオード44に伝達される
脈波の振動が弱くなるためであり、第1図に示されてい
るように動脈50の横断面形状が偏平となる程度の押圧
力で押圧したときに振幅Aは最大となる。この時、動脈
50の上部の管壁と体表面14、更には押圧板40とは
略平行になる。なお、この圧力調整に際しては、全ての
脈波信号SMを用いてその振幅Aの平均値が最大となる
ようにしたり、信号強度が最大の一つの脈波信号SMを
用いてその振幅Aが最大となるようにしたりするなど、
種々の態様を採用し得る。
とにより、多数の脈波信号SMの中から動脈50内の実
際の脈波(圧力波)に近似した脈波を表す脈波信号SM
(P)が選択される。すなわち、先ず、ステップS3に
おいて、動脈50と略直角に交差する方向に配置された
多数の感圧ダイオード44から出力された脈波信号SM
の振幅Aをそれぞれ求め、その値が最も大きい量大振幅
□8Aを決定する。次いで、ステップS4において、そ
の量大振幅m*XAに予め定められた係数k(1>k>
0)を掛算することにより基準値A、を算出し、ステッ
プS5では振幅Aがその基準値A。
の振幅Aは、第4図に示されているように動脈50の直
上部では他の部分に比較して大きくなることに基づくも
ので、これにより、動脈50の直上部に押圧された少な
くとも3個以上の感圧ダイオード44から出力された脈
波信号SMが脈波信号SM+a+ として選択される
。基準値A、は量大振幅、、XAに基づくものであるた
め、脈波信号SM(A)の選択に際して被検者の個体差
等が影響することはない。この脈波信号SM(A) は
直上脈波信号に相当する。
にステップS6が実行され、それ等の脈波信号SM、A
、の最大ピーク値P IIIIXがそれぞれ検出される
。最大ピーク値P maxは心臓収縮期における動脈5
0内の血圧値に対応するものであり、次のステップS7
においては、この最大ピーク値P、□が両側に隣接する
感圧ダイオード44から出力された脈波信号SM(。の
最大ピーク値P1.8よりも小さい極小の脈波信号S
M (A)が脈波信号SM(P) として選択される。
の最大ピーク値P nmxは、第4図に示されているよ
うに動脈50の直上部の略中央において局部的に小さく
なる傾向(グラフ上では谷となること)に基づくもので
あり、また、動脈50の直上部には少なくとも3個の感
圧ダイオード44が押圧されるため、直上部の略中央に
押圧された感圧ダイオード44から出力された脈波信号
SMが脈波信号SMu+ として選択される。この脈
波信号SM+p、は中央脈波信号に相当する。
極小となるのは、その中央付近における動脈50の管壁
は押圧板40と略平行であるため、それに対して直角な
方向の脈波の圧力振動に対して管壁の張力が影響するこ
とは殆どないのに対し、動脈50の管壁が湾曲させられ
ている両端部では管壁の張力の影響で感圧ダイオード4
4に加えられる圧力が全体的に高くなってしまうからで
ある。
ため、その脈波信号SM(Pl が表す脈波の圧力値は
動脈50内の脈波の実際の圧力値と絶対値において極め
て近似している。本実施例では、制御装置62による一
連の信号処理ロジックのうち上記ステップ83〜S7を
実行する部分が中央脈波信号を選択する選択手段に相当
し、そのうちのステップ83〜S5を実行する部分は直
上脈波信号を選択する第1選択手段を成し、ステップS
6およびS7を実行する部分は直上脈波信号から中央脈
波信号を選択する第2選択手段を成している。
れると、以後、この脈波信号S M 、、が連続的に読
み込まれ、ステップS8において表示信号SSが出力さ
れることにより、その脈波信号SM(Pl が表す脈波
が表示・記録装置64に表示・記録される。この場合に
、被検者の体動等に起因して押圧部材26と動脈50と
の位置関係が変化すると、上記選択された脈波信号SM
+p+ によっては正しい脈波が得られなくなるため、
一定時間或いは一定数の脈波を検出する毎等に前記ステ
ップ83〜S7を実行させることにより、脈波信号SM
(Fl に変動がないかどうかを監視させるようにした
り、脈波を検出するための脈波信号SMIP)を変更し
たりすることが望ましい。なお、検出した脈波に基づい
て心臓の活動状態等を自動診断させたり、脈波の最大ピ
ーク値P 1%mX +最小ピーク値P1,7から最大
血圧値、最小血圧値を決定させたりすることもできる。
上部の略中央に押圧された感圧ダイオード44から出力
された脈波信号SM+n に某づいて脈波が検出される
ようになっているため、脈波の波形のみならずその圧力
値についても動脈50内の実際の脈波と極めて近似した
脈波が得られるようになる。特に、本実施例では、先ず
脈波信号SMの振幅Aに基づいて動脈50の直上部に位
置する感圧ダイオード44から出力された一群の脈波信
号SM、A〉を選択し、その脈波信号SM+A+の中か
ら最大ピーク値P +haXに基づいて脈波信号SM+
p+ を選択するようになっているため、脈波信号SM
(Pl が高い精度で選択されるのである。
たが、本発明は他の態様で実施することもできる。
5図に示されているステップR1およびR2を第1選択
手段として用いることもできる。
1XAを有する脈波信号SM(□、A)を決定した後、
ステップR2において、その脈波信号SM(□、A)を
出力した感圧ダイオード44の両側に隣接する一定数の
感圧ダイオード44から出力された一群の脈波信号SM
を前記脈波信号SM(A)として選択するのである。こ
の一定数は、動脈50の直上部に押圧された複数の感圧
ダイオード44から出力された脈波信号SMが選択され
るように、感圧ダイオード44の幅寸法や間隔等に基づ
いて設定される。なお、このような第1選択手段を用い
て脈波信号SMtA)を選択することなく、第4図に示
されている最大ピーク値P、18の相違等に基づいて直
接脈波信号SM(Pl を選び出すように構成すること
もできる。
1lXが極小となる脈波信号SM(P)を選択するよう
になっているが、心臓拡張期における最小ピーク値P、
、、1、が極小となる脈波信号を選択するようにしたり
、ピーク値P 1llaKおよびPl、7の両方が極小
となる脈波信号を選択するようにしたりしても差支えな
いのであり、更に、極小が明確に出現しない場合などに
は、ステップS5において選択された脈波信号SM(A
)を出力した複数の感圧ダイオード44のうち中央の感
圧ダイオード44から出力された脈波信号を中央脈波信
号として選択するように構成することもできる。
44が用いられているが、半導体歪ゲージや感圧トラン
ジスタなどのよ(知られた種々の手段を採用し得る。更
に、2つ若しくは4つの感圧ダイオードによって一つの
圧力センサを構成し、ブリッジ回路等により脈波信号を
出力させるようにすることもできる。
されているが、例えば押圧部材26をアクチュエータに
より動脈50と交差する方向へ強制的に移動させること
ができる場合には、比較的少数の感圧ダイオード44を
設けるだけでも差支えない。なお、3個の感圧ダイオー
ド44を用いるとともに、振幅Aや最大ピーク値P m
aX等に基づいてその中央の感圧ダイオード44が動脈
50の直上部の略***位置するように押圧部材26を
移動させるようにすれば、本発明における選択手段は不
要となる。
列に配置されているが、1/2ピツチずつずらして2列
設けるようにすれば、感圧ダイオード44の幅寸法や間
隔を大きくすることが可能となる一方、間隔を同じとす
れば分解能が2倍となって更に極め細かな脈波の検出を
行うことができるようになる。また、同様の考え方に従
って、感圧ダイオード44を3列以上設けることも可能
である。
略直角に交差する方向に配列されているが、動脈50と
斜めに交差するように配列することもできる。その場合
にも、動脈50と直角な方向における感圧ダイオード4
4の間隔は狭くなるため、上記のように感圧ダイオード
44を2列以上設ける場合と同様な効果が得られる。
トウェアによって脈波信号SM(P)が選択されるよう
になっているが、同様な機能を果たすハードロジック回
路にて脈波信号SM(Pl を選択するように構成する
ことも可能である。
脈波検出装置について説明したが、頚動脈等の他の動脈
から脈波を検出する場合にも本発明は同様に適用され得
る。
ることなく当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を
加えた態様で実施することができる。
示す縦断面図である。第2図は第1図の装置に設けられ
ている複数の圧力センサを説明するための一部を切り欠
いた斜視図である。第3図は第1図の装置の作動の一例
を説明するフローチャートである。第4図は動脈と直角
な方向における脈波信号の振幅および最大ピーク値の変
化傾向を説明する図である。第5図は本発明の他の実施
例における作動を説明するフローチャートの要部を示す
図である。 14:体表面 44:感圧ダイオード(圧力センサ) 50;撓骨動脈 62:制御装置SM:脈波信号
SM(Al ’直上脈波信号SM+P、’中
央脈波信号 A、:基準値 PlmX :最大ピーク値ステ
ップS3.S4.S5:第1選択手段ステップS6.S
7:第2選択手段 ステップR1,R2:第1選択手段 第2図 服:X1)ぢ 第3図 第5図
Claims (6)
- (1)人体の動脈から発生する脈波を検出する装置であ
って、 前記人体の体表面上において前記動脈の直上部に少なく
とも3個は位置するように該動脈と交差する方向に複数
設けられ、該体表面に押圧されることにより該動脈から
発生する脈波の圧力振動をそれぞれ検出して該圧力振動
に対応する脈波信号を出力する複数の圧力センサと、該
複数の圧力センサからそれぞれ出力された前記脈波信号
の中から、前記直上部の略中央に位置する圧力センサか
ら出力された中央脈波信号を選び出す選択手段と を有し、該選択手段によって選び出された前記中央脈波
信号に基づいて前記脈波を検出するようにしたことを特
徴とする脈波検出装置。 - (2)前記選択手段は、前記複数の圧力センサからそれ
ぞれ出力された前記脈波信号の中から、前記動脈の直上
部に位置する少なくとも3個の圧力センサから出力され
た直上脈波信号を選び出す第1選択手段と、該第1選択
手段によって選び出された前記直上脈波信号の中から前
記中央脈波信号を選び出す第2選択手段とから成るもの
である特許請求の範囲第1項に記載の脈波検出装置。 - (3)前記第1選択手段は、前記脈波信号の中からその
振幅が予め求められた基準値以上の脈波信号を前記直上
脈波信号として選び出すものである特許請求の範囲第2
項に記載の脈波検出装置。 - (4)前記第1選択手段は、前記脈波信号の中からそ振
幅が最大の脈波信号を選び出すとともに、該量大振幅の
脈波信号を出力した前記圧力センサの両側に隣接する予
め定められた一定数の圧力センサから出力された脈波信
号を前記直上脈波信号として選び出すものである特許請
求の範囲第2項に記載の脈波検出装置。 - (5)前記第2選択手段は、前記直上脈波信号の中から
、そのピーク値が両側に隣接する圧力センサから出力さ
れた脈波信号のピーク値よりも小さい脈波信号を前記中
央脈波信号として選び出すものである特許請求の範囲第
2項乃至第4項の何れかに記載の脈波検出装置。 - (6)前記ピーク値は、前記脈波信号の最大値および最
小値の少なくとも一方である特許請求の範囲第5項に記
載の脈波検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13087987A JPH082351B2 (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 脈波検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13087987A JPH082351B2 (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 脈波検出装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63017727A Division JPH082352B2 (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 脈波検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63293424A true JPS63293424A (ja) | 1988-11-30 |
JPH082351B2 JPH082351B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=15044828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13087987A Expired - Lifetime JPH082351B2 (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 脈波検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH082351B2 (ja) |
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