(57)【要約】  従来の血圧を測定するためのカフは伸ばすことのできない織物に囲まれた空気室を用い、加圧され空気の供給に伴い肢の動脈を閉じる。肢に用いられる聴診器は血液の流れの検出に用いられる。カフを取り付けることは不便であり、聴診器のチェストピースの正しい配置に技量を要する。本発明によれば、血圧測定は、予め形成された貝殻様構造で肢の周りに柔軟で肢に沿って硬い構造に囲まれた空気室を有し、また、直線配列のマイクロフォンを用いて血液の流れのノイズを検出して、自動的に選択された１つのマイクロフォンからの最良の信号を検出することによって、促進される。また、本発明は、肢を取り囲む量に係わらず読取りを補正するための利便を与える。
2005515010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血圧測定装置において、
人の肢に適用される概略環状の袖であるカフ、液体圧の供給源、静圧を測定する手段、および静脈の近くに配されるマイクロフォン手段を具え、
前記カフは少なくとも部分的に２つの実質的に凹状の殻部分であって肢に沿って剛性を示す殻部分によって囲まれ、この殻部分は復元力に抗して動くことができ、
線状に配列したマクロフォン要素が一方の殻部分におけるユニバーサルジョイントタイプの支持部上に配置され、この配置は前記殻部分に実質的に垂直で下端部の近くである
ことを特徴とする血圧測定装置。
【請求項２】
ゆっくりと変化する静圧の測定から求めた情報と、前記マイクロフォン手段からの情報とを組合せて血圧の数値を得るための信号処理手段を具えたことを特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項３】
最も良好な信号対雑音比を提供するマイクロフォンを多様に選択するのに用いられる信号選択手段を具えたことを特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項４】
マイクロフォン信号は増幅されて電気音響変換器に用いられるようにされることにより当該信号を聞くことができることを特徴とする請求項１または３に記載の血圧測定装置。
【請求項５】
信号は、前記血圧測定装置に備え付けのスピーカを介して出力されることを特徴とする請求項４に記載の血圧測定装置。
【請求項６】
信号は聴診する医者によって保持されたイヤフォンに接続したレシーバに連絡する無線電信を介して出力されることを特徴とする請求項４に記載の血圧測定装置。
【請求項７】
弾力のないストラップが一方の殻部分に取り付けられることにより、前記殻部分の間の隙間を閉じること特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項８】
前記ストラップは、当該ストラップと他の殻部分との重なりに伴って当該他の殻部分に固着する手段を備えたこと特徴とする請求項７に記載の血圧測定装置。
【請求項９】
前記ストラップと前記殻部分との重なり量は血圧の読みの補正のための周囲長さの測定に用いられること特徴とする請求項８に記載の血圧測定装置。
【請求項１０】
重なりは、前記カフに固定された電極または複数の電極と前記ストラップに固定された電極または複数の電極との間の容量が測定されること特徴とする請求項９に記載の血圧測定装置。
【請求項１１】
前記殻部分は、一方の手で動作させることのできる取っ手に接続されたヒンジ部分に取り付けられること特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項１２】
縦方向の剛性に加え、前記殻部分は周方向において弾性を示すこと特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項１３】
前記ヒンジは、前記殻部分に接合する連続の弾性部分であること特徴とする請求項１２に記載の血圧測定装置。
【請求項１４】
前記殻部分は、前記ヒンジ部分と一体であり、これにより、１つの連続したシート材を形成すること特徴とする請求項１２に記載の血圧測定装置。
【請求項１５】
連続したシート材は、その閉じた状態では切頭円錐台形状をなすこと特徴とする請求項１４に記載の血圧測定装置。
【請求項１６】
機械的作動手段は、前記ヒンジ部分の近くに取り付けられて測定の間、一方の前記殻部分を他方の前記殻部分に押し付けること特徴とする請求項１１に記載の血圧測定装置。
【請求項１７】
前記機械的作動手段は、エアシリンダーおよびレバーからなること特徴とする請求項１６に記載の血圧測定装置。
【請求項１８】
前記機械的作動手段は、それぞれの前記殻部分の内側に取り付けられ、これら殻部分の縦方向に直角に配置される紐からなること特徴とする請求項１６に記載の血圧測定装置。
【請求項１９】
膨らませることのできるカフは前記殻部分の裏当てを形成することにより、膨らませることのできる主空気室を与えること特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項２０】
前記ストラップは、前記殻部分の向きに実質的に直交するよう配置され、前記主空気室に連通する空気室を備えたこと特徴とする請求項１９に記載の血圧測定装置。
【請求項２１】
前記ユニバーサルジョイントは、フォームパッドの形態であること特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項２２】
前記ユニバーサルジョイントは、前記カフと前記マイクロフォンの配列との間に取り付けられる別の空気室の形態であること特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項２３】
前記肢は腕であること特徴とする請求項１ないし２２のいずれかに記載の血圧測定装置。
【請求項２４】
前記肢は脚であること特徴とする請求項１ないし２２のいずれかに記載の血圧測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は血を測定する装置であって、管状の締め付けることできる袖もしくは人の肢用のカフ、液体圧源、静圧測定手段、および動脈の近傍に配されるマイクロフォン手段を具えた測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の血圧測定は、長い伝統があり、二つの異なるタイプに分類されるものである。聴診および動脈拍動計測の両方とも動脈の圧迫を利用するものであり、その程度は、血液の流れが止められその後流れが許可されると同時に血圧から得られる信号を測定できる程度である。この圧迫は肢（ほとんどの場合、上腕または手首）を取り巻くカフを用いて行うことができる。カフは、細長い空気袋を外側で取り巻く非伸張性の布を有しており、空気袋は肢周りの大部分を取り巻くものである。空気袋は空気を用いて加圧され、この空気圧が測定される。コロトコフ法は、血液が流れ始めたときの圧迫箇所の下流側における動脈中の音を聞くこと、および心拍に関連したある音が聞こえ、また、音が消え始めるときの圧力を読むことに依っている。従来、音を聞くのは聴診器を用いて行われ、その聴診器のチェストピースは血管を閉塞する下流側で動脈の近くの皮膚に対して保持され、しばしばカフの端に対して保持される。
【０００３】
血圧を測る上記の手順は時間がかかり、また、技能を要するものである。これは、カフの取り付けに伴って人手を必要とする操作や、聴診器のチェストピースを正確に当てる必要があることが原因となっている。空気を入れ、また、空気を開放することは最短時間で知ることができる。これは、特に、空気の出し入れが実際の測定に関連しているからである。現在の測定方法は、自動的な空気入れおよび開放とクロトコフ音の電子的マイクロフォンによる捕捉を利用するものであり、場合によってはある信号処理が種々のタイプの音を判別するのに役に立っている。
【０００４】
【特許文献１】米国特許４、３３７、７７８号公報
【特許文献２】米国特許５、５６０、３６５号公報
【特許文献３】米国特許４、２４８、２４２号公報
【特許文献４】米国特許４、７９０、３２５号公報
【特許文献５】米国特許２、７１７、４３７号公報
【特許文献６】米国特許４、２０２、３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、カフの巻き付けや巻き付けを取り外す際の、空気チューブやマイクロフォンのリード線のもつれを減らす試みについて記載している。ここでは、クロトコフ音は膨らませることができる空気袋の内部にあるマイクロフォンを用いて捉えられる。しかし、この特許は、独力で巻き付けや巻き付けの取り外しを行う人の基本的な時間消費の問題を解決することを図ったものではない。
【０００６】
特許文献２には、部分的に伸びるカフを備えることにより、静止していない肢に対して血圧測定を行う場合に摩擦ノイズがどのように減るかについて記載されている。それによって解析される信号が改善されるが、カフを取り付ける際の問題は解決されることはない。
【０００７】
特許文献３には、シーケンシャルスイッチとカフに一体に取り付けられたハンドポンプによって血圧装置をどのように半自動化するかについて記載されている。カフそれ自身は腕に装着される必要がある。クロトコフ音を捉えるためにセンサが設けられるが、それを装置にどのように取り付けるかについては示唆がない。
【０００８】
特許文献４は、自動血圧記録器に関するものであり、この記録器では、患者は着席し、アームレストと一体で、膨らむことができる要素を含む頑丈な固定具もしくは治具にその腕を置く必要がある。そして、この固定具は、同様に頑丈な締め具によって自動的に閉じられるものである。これによって、機器は全く動かせないものとなり、また、患者に不向きなものとなって、椅子のようなものに背筋を伸ばして座ることができなくなる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、良好な音響結合と信号処理が両立させて信頼できる動脈音信号を得ることができるカフおよび変換器を提供することにある。本発明のさらなる目的は、肢の生体測定について公知の装置よりもより広い範囲で適合できるカフ構造を提供することにある。本発明のさらなる目的は、カフを用いた確実な生体測定がカフが適合する限度を超えているときは不一致であることを示し、その不一致に応じた補正を提示することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、次の点で、上述の欠陥を避けることができ、利点を得ることができる。前記カフは少なくとも部分的に２つの実質的に凹状の殻部分であって肢に沿って剛性を示す殻部分によって囲まれ、この殻部分は復元力に抗して動くことができ、線状に配列したマクロフォン要素が一方の殻部分におけるユニバーサルジョイントタイプの支持部上に配置され、この配置は前記殻部分に実質的に垂直で下端部の近くである。用語「凹状」は、上記殻部分が腕に沿ってその中の軸として直線であってもよく、一方、記殻部分は上記腕に沿った軸方向と直交する方向に意図的に曲がっているという事実を言っている。用語「剛性」は、製造中に与えられたどのような曲げ状態からもそれる、軸方向の曲げ状態を上記殻部分に与えることを意図したものではないという事実を言っている。軸に垂直な線状配列のための上記ユニバーサルジョイントタイプの支持部は、上記軸に垂直な平面内の動きを可能とするとともに、上記線状配列に沿った軸の周りの回転を可能とするものである。膨らませることのできるカフを取り囲むための硬い殻を用いることは、従来の織物のストラップと比べて明確な利点がある。これは、カフと肢（上腕）との間に作用する力がより均一に分散されて、安定した繰返すことができる動脈の閉塞を促進することとができるからである。これは、聴診および動脈拍動測定の方法の両方に重要なことである。聴診方法では、装置を取り付ける際に要求される回転方向の精度は、硬い殻との組合せでいくつかのマイクロフォンを与えることによって、大きく減少する。これは、最も明瞭な信号を与えるマイクロフォンを見出すことが常に可能であるからである。膨らまされたカフが硬い殻によって保持される場合にマイクロフォンの配列を用いることは特に利点がある。装置の取り付けや読みの繰り返し可能性が非常に大きく増すからである。装置は、専ら肢によって支持されてもよい。すなわち、構造的な要素の取り付け無しに、例えば肘当てによって支持されてもよい。
【００１１】
本発明の有利な実施形態によれば、特に、ゆっくりと変化する静圧の測定から求めた情報と、前記マイクロフォン手段からの情報とを組合せて血圧の数値を得るための信号処理手段を具える。これは、特に、静圧を循環させ、音信号をそれとは無関係に得、上記信号の周波数の内容が検出されるクロトコフ音のタイプを決定することを含むものである。また、上記静圧のサンプルリングとそれを周波数の内容の同時にサンプルされた本質的な特徴を組みあせることによって、特定のクロトコフ音を得るために必要な圧力の数値情報を与えることができる。
【００１２】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、最も良好な信号対雑音比を提供するマイクロフォンを多様に選択するのに用いられる信号選択手段を具える。線状配列するマイクロフォンのからの出力を平均するよりも、最も強い信号を受信すると同時に、最も少ない量の関係ないノイズを受信するマイクロフォンを選択することはより有効なことである。
【００１３】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、マイクロフォン信号は増幅されて電気音響変換器に用いられるようにされることにより当該信号を聞くことができる。このことは、検査する医者が、患者を含む他の者に、聴診器からでなく本発明の装置から直接クロトコフ音の特徴を示すことができることを意味する。
【００１４】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、信号は、前記血圧測定装置に備え付けのスピーカを介して出力される。これにより、装置は完全に内蔵型のものとなる。
【００１５】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、信号は聴診する医者によって保持されたイヤフォンに接続したレシーバに連絡する無線電信を介して出力される。このようなレシーバ／イヤフォンの組合せは、典型的には、本発明の装置によって血圧を測定される人を囲む医者や医療スタッフによって持ち歩くことができる電子聴診器の一部とすることができる。
【００１６】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、弾力のないストラップが一方の殻部分に取り付けられることにより、前記殻部分の間の隙間を閉じる。ストラップの利用自体は、従来のカフによって知られたものである。しかし、本発明によれば、その動作はより密接なものとなる。それはストラップが殻部分に取り付けられるからである。
【００１７】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記ストラップは、当該ストラップと他の殻部分との重なりに伴って当該他の殻部分に固着する手段を備える。この手段は、すばやく取り外しできるタイプとすることができる。
【００１８】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記ストラップと前記殻部分との重なり量は血圧の読みの補正のための周囲長さの測定に用いられる。ぴったりと肢に取り付けられるカフの一定の長さに対して、収縮期および拡張期圧力の正確さがカフの軸寸法に依存していることは知られている。本発明による装置の長さは殻の剛性によって一定で正確なものであり、周囲長さを知ることによって、適切な補正を読取に対して行うことができる。補正は、信号処理においてストラップからの重なり信号に依存して行われる。当業者は、この種の相対位置測定に利用できるいくつかの技術のいずれかを選択することができる。従って、従来の血圧測定構成において知られるようないくつかのサイズのカフを必要とすることは少なくなる。
【００１９】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、重なりは、前記カフに固定された電極または複数の電極と前記ストラップに固定された電極または複数の電極との間の容量が測定される。容量性の検出および測定データの容量性の伝送は、血圧測定装置に適している。この装置は、高価で時間のかかるプラグ−ソケット接続を排除できることから使い捨ての部品を用いることができるものである。
【００２０】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記殻部分は、一方の手で動作させることのできる取っ手に接続されたヒンジ部分に取り付けられる。これは、装置の配置を修正する手段において一方の手のみを用いることを可能とし、これにより、人は装置を自身で使うことができる。
【００２１】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、縦方向の剛性に加え、前記殻部分は周方向において弾性を示す。このようにして、上記殻は肢を掴む際にしに対してさらに近接することができる。
【００２２】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記ヒンジは、前記殻部分に接合する連続の弾性部分である。装置が取り付けられたとき上記殻が組織に近接して取り付けられ、また、取っ手が上記の弾性の力に逆らって動くことは重要である。
【００２３】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記殻部分は、前記ヒンジ部分と一体であり、これにより、１つの連続したシート材を形成する。このことは、装置が一体のものとして製造され、その製造において適切な形状を与えられることを意味する。このような連続するシート構造の例は、予見できるものであり、周方向の弾性は実際には全くぐにゃりとしたものである。織物シート形態の一体の殻部分は、柔軟であるが概して伸ばすことのできない縦糸しての糸およびそれと似たものを有し、織物としての強い細長い布が肢に向き、これにより、織物の方向肢の軸と平行になる。
【００２４】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、連続したシート材は、その閉じた状態では切頭円錐台形状をなす。これは、装置の形状を予めゆがめる必要があり、よく発達した上腕の筋肉との関係で最も実際的となる。しかし、本発明による殻タイプ構造との関係で装置の切頭円錐台形状は、円筒形よりも、生体測定に対する適合に関してより大きな範囲を有している。
【００２５】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、機械的作動手段は、前記ヒンジ部分の近くに取り付けられて測定の間、一方の前記殻部分を他方の前記殻部分に押し付ける。この場合、装置は極めて弱い手動力を持った人によって利用される。取っ手を用いて殻部分を開けるとき、少ない力で済む。しかし、この場合、ストラップを取り付け測定をする前に、２つの殻を互いに寄る方向に押し付けるときはある機械的な支援が必要となる。
【００２６】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記機械的作動手段は、エアシリンダーおよびレバーからなる。加圧された空気は、カフの空気室を膨らませるのに用いられる。従って、殻部分に対する適切な作動手段は、エアシリンダーあるいは他の閉じた形状を変える容器とすることができる。
【００２７】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記機械的作動手段は、それぞれの前記殻部分の内側に取り付けられ、これら殻部分の縦方向に直角に配置される糸からなる。これは、こぶしの中に閉じる際の手の腱と同じ動きを与えるものである。このタイプの動きは電力により適合する。なぜなら、糸が回転軸にそれを巻き取ることによってぴんと張らせることができるからである。
【００２８】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、膨らませることのできるカフは前記殻部分の裏当てを形成することにより、膨らませることのできる主空気室を与える。殻をしっかりと支持することにより、確実で繰返すことのできるように膨らませることが可能となる。これによって、血管を閉じる際に問題を生じ得る空気室の曲げを避けることができる。
【００２９】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記ストラップは、前記殻部分の向きに実質的に直交するよう配置され、前記主空気室に連通する空気室を備える。これは、腕の全体を取り巻く膨らませることのできる構造において、この膨らますことの繰り返しを可能とするものである。
【００３０】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記ユニバーサルジョイントは、フォームパッドの形態である。これは、マイクロフォンの、製造の観点から導かれる配列またはブリッジを支持するのに有効な態様である。なぜなら、フォームパッドの弾性はブリッジの長さ、マイクロフォン要素の厚みなどに対応して調整できるからである。フォームパッドによって、マイクロフォンブリッジの直交位置からのあるずれが許容される。すなわち、必要に応じて皮膚により近接した取り付けが可能となる。
【００３１】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記ユニバーサルジョイントは、前記カフと前記マイクロフォンの配列との間に取り付けられる別の空気室の形態である。これは、マイクロフォンブリッジの一定の圧力が、必要に応じて測定の間に調整されることを意味する。
【００３２】
上腕に対して装置を使用は、そこで一方の手だけ用いて装置を取り付けることが行われるが、患者が医療に携わる人の支援を受けずに血圧をモニターすることを完全に実際的なもとする。
【００３３】
装置を脚に用いる他の使用は、上体に怪我をして腕における測定ができない特殊な場合である。そのような装置の寸法は、腕に対するものより大きくする必要がある。しかし、この場合でも、動脈の正確な位置は必要とされない。このことは、マクロフォン配列を殻構造とともに用いる利点によって明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００３５】
図１には、発明装置が周囲に取り付けられた肢の断面が示されている。これ肢は、単なる一例として上腕とみなすことができ、この上腕は直立した胴体に対して水平方向前方に伸びたものである。腕１、骨２、動脈３および静脈４が示されている。腕１は、部分７によって連結される上部分５と下部分６からなる貝殻様構造に取り囲まれている。これらの部分は、腕の周りを囲む方向に曲がることができるが、その縦方向には曲がらない材料によってできている。膨らませることができる構造８が部分５、６、７の内側に取り付けられ、この構造は、貝殻様構造がその外側の寸法を増すことがないという条件の下で、腕１の組織を骨２の周りに圧縮することが可能となる。
【００３６】
図２には、貝殻様構造の外側寸法がどのようにして維持されるかが示されている。これは、ストラップないしフラップが９貝殻用構造の上部分５とこれに対応する下部分６との間に連結されることによって実現できる。フラップはそれに引っ張りが作用するときに伸びない材料でできており、これにより、発明装置の外周を一定のままとすることができる。構造８が膨らませられたとき、この装置はその外周の最も大きな面積である形状、すなわち円周形状となり、また、腕１の組織は血管３および４の隙間を埋める程度まで圧縮される。装置は、２つの取っ手状構造１０および１１を用いて取り付けられるが、フラップ９が接続されていないという条件では、これらの構造は、それらが互いに近づけられると部分５と部分６との距離を増すものである。弾性部材１２は取っ手構造１０および１１に作用し、貝殻様構造５、６を閉じようとするものである。
【００３７】
実際の使用では、一方の手で取っ手１０、１１を動かして貝殻部分５、６を開き、装置を腕に取り付けることができる。上記の例では、この取り付けは右から左の方向に行われる。取っ手１０、１１が放されると、弾性部材１２が伸びて貝殻部分５、６を閉じる。また、フラップ９から垂れ下がるその接続していない方の端１３は、取っ手を開放した同じ手で下から握られて、引っ張られることにより右方向に持って来られる。フラップ９はそれ自身が、特許文献５に記載されるようなファスナータイプの取り外し手段によって下部分６に取り付けられている。膨らませることのできる構造８は空気を加圧供給され、十分な圧力に高まると血管が圧縮される。
【００３８】
図３には、装置の（動脈の流れで見たときの）下流端が断面で示されている。この端部は、動脈３における流れから生ずる信号を捕らえるための一組のマイクロフォンを収容する。３つのマイクロフォン１４、１５、および１６が取り付け具１７上に取り付けられ、この取り付け具は、ユニバーサルジョイントタイプのベアリング１８に装着されることによって、動脈３近傍の皮膚に密着することができる。好ましい実施形態では、ユニバーサルジョイントは発砲体パッドに匹敵するものである。１つのマイクロフォン１６は動脈に最も近いものとして示され、このマイクロフォンからの信号は３つのうちで信号対雑音比の最もよいものとなる。これは特許文献６に記載されるような、細長いマイクロフォンを具体化した構成とは対照をなすものである。この特許は、マイクロフォンを保持するカフが回転方向の配置で取る範囲において、どのようにして確実に動脈からの信号を細くするかについては記載しておらず、その構成は種々のノイズ信号を等しく集めてしまうものである。
【００３９】
ユニバーサルジョイントタイプのベアリング１８は同程度に小さな空気クッションとすることもでき、これは、主の膨らませることができる構造に接続されている必要はない。
【００４０】
図４には、本発明の異なる実施形態が示されているが、明確化のため完成品とみなされることのない形態で示されている。このケースでは、２つの貝殻５０、６０およびヒンジ７０は、剛性が方向によって異なる１つのシート材料によって作られている。この材料は横方向（肢を取り囲む方向）より縦方向の剛性ほうが著しく高い。このような材料は、厚みの増したいくつかの平行な線状構造が厚みが薄くされた領域によって接合されることによって構成することができ、あるいは、波形とすることにより構成することができる。上部および下部の「貝殻」部分は、予め、互いに寄り合う凹形状に成形される。また、図２に示したように、操作「取っ手」部分は２つの「貝殻」部分を引き離すことが可能であり、「ヒンジ」部分は製造過程において同様に予め成形される。本実施形態の断面は図２と同様であるが、シート材料の概要は、装置が取り付けられるときは切頭円錐形状となるものである。
【００４１】
図４において、「貝殻」および「ヒンジ」部分５０、６０、７０は図の面に伸ばされた上体で示されている。また、シート材料を裏打ちとなる主空気室８０とともにストラップないしフラップ９０の裏打ちとなる補助空気室８１、８２、８３、８４が示されており、フラップは図２に関して説明されたようにして装置を閉じるのに用いられる。連通する空気室は柔軟で結合できるポリウレタンシート材で作ることができる。取っ手１００および１１０の位置は、一点鎖線で示される。当業者であれば、フラップ９０の向き、すなわち、閉じる動作が上向きなのか下向きなのかは、ユーザーにとっては重要であるものの、構成上重要ではない。閉じるのは、装置における部分６０の外側の対応するファスナーとともに機能するファスナー９１を用いて行うことができる。マイクロフォン１４０を保持するブリッジ１７０は空気室８０に隣接した位置に示される。
【００４２】
個体群において上腕はかなり異なり、異なるサイズの装置が必要となる。しかし、本発明による装置は多くの生体サイズに適合する。基本的に切頭円錐形状は適合して必要に応じ円筒形のカフを作ることもできる。しかしながら、フラップ自身において補助空気室を設けることにより、公知のカフと比べて、より大きな範囲の上腕について１つのかつ同じ装置で測定することが可能となる。
【００４３】
ストラップ９０および殻６０の外側と接合するためのファスナーフラップ９１は延長測定手段９２、９３を備え、これらの手段によって肢に取り付けられたときのストラップの重なり量を示す信号を供給することができる。この重なりは、膨らませることのできる部分が腕を取り巻く程度を表す大きさとして用いられる。信頼性のある測定のためには、膨らませることのできる部分が腕の約８０％を取り巻かなければならないことが確認されている。また、膨らませることのできる部分の幅は腕の外周の４０%近くなければならない。
【００４４】
重なり検出器の一実施形態は図６に関して説明されるものである。このことは、肢の外周に関した信号を十分な精度で容易に利用でき、それを収縮期および拡張期の圧力の読みの補正に用いることができることを意味している。この補正は、測定を支援するＤＳＰ環境における装置によって自動的に行うことができる。あるいはこれに代わり、ＤＳＰ機能によって通常の測定を超えることをユーザーに警告し、その警告は補正値を提示するか、あるいは生の測定データを提供するものであって、これにより、不一致をどのように扱うかについて検査する医者に任せることもできる。
【００４５】
図５には、部分的に圧縮された動脈３における流れに最もよく関連する信号を供給するマイクロフォンを選択する原理が示されている。複数のマイクロフォン１４０は一組のプリアンプ２０に接続され、増幅されたそれぞれの信号は処理ユニット２１にもたらされる。この処理ユニットはエミュレートする機能によってデジタル信号処理を行う。エミュレート機能は、高周波数の前置強調手段、それぞれのマイクロフォン信号を選択するためのストローブ手段、信号ごとのレベル検出手段、それぞれの号に対応して高周波数の存在のレベルを格納する格納手段、新たにストローブされた信号のレベルと格納されているレベルとを比較するコンパレータ手段、およびユニット２２の設定基準を満たす信号を取得するセレクター手段を有している。このユニット２２では、信号は聴覚および視覚的な指示に都合よい形態に変えられる。これに関連して、信号の電送がさらなる処理のために行われる。ユニット２３はタイミングおよび同期のためのユニットであり、ユニット２１における測定を時間機能を有した他の測定可能な量に関連させることによって、設定基準に従った選択に際して支援するものである。
【００４６】
図６には、容量性の重なり検出器の一実施形態が示されている。いくつかの固定のコンデサプレートＰ１、Ｐ２、…Ｐｎがカフの一方の端においてカフの縦（周回）方向に列をなして配置される。これらコンデンサプレートは、直列接続する抵抗Ｒ１、Ｒ２、…Ｒｎのタップに接続し、この抵抗の直列接続には殻の適切な部分に平行となる他のプレートＣ１、Ｃ２からなる容量性の結合を介してもたらされる高周波数電流が供給される。抵抗の直列結合の他方の端部に対する接地はコンデンサプレートＣ５、Ｃ６として示される。コンデンサプレートの列は、カフの他方の端に配置される摺動コンデンサプレートＤと協働して、ストラップを閉じている間極めて接近して平行となる。摺動コンデンサプレートＤは、殻の所定部分と結合コンデンサＣ３、Ｃ４を介して接続する。この構成は、容量的に組み合わされたポテンショメータとして機能し、摺動コンデンサプレートＤの配置とは無関係に十分に線形の出力電圧Ｖを供給することができる。また、実際のストラップの正確な構造、厚み、誘電率を設計することは当業者がなすことができる範囲のものである。電圧は、抵抗−コンデンサネットワークのインピーダンスＺが電流Ｉによって与えられるときは、複素電圧Ｖの実部として定まるものである。（殻に向いている）カフとストラップは、処分できるものでありおよび/または圧力釜で処理できる部分である。従って、総ての信号連結は容量性である。好ましくは、総てのコンデンサプレートは金属片で作られる。しかし、高インピーダンスを伴う場合は金属蒸着したプラスチック片も同様に用いることができる。
【００４７】
信号処理手段は出力電圧を変換し、その変換値はデータ処理手段に供給されて、好ましくは補正テーブルにアクセスすることにより適切な補正値を得る。仮に、周囲長さが特定のカフにおいてはその限界を超える場合は、警告がなされる。また、周囲長さに対するカフの幅の比が０．４（４０％）を超えるときは測定した血圧の補正値を示すこともできる。
【００４８】
重なりの程度を定めるシステムの好ましい実施形態にかかる等価回路が図７に示される。Ｚｌｏａｄが比較的高い場合は、電流生成器はループ（Ｃｉ１  Ｒｖａｒ  Ｃｏ  Ｃｉ２）に定電流を流す。結合におけるループキャパシタンスであるＺｌｏｏｐの虚部は、形成された形状、面積、およびプレート間の距離に依存する。ループ抵抗であるＺｌｏｏｐの実部は、スライダーの位置である、カフ端部の重なりのみに依存し、また、それによって周囲長さに関係する。電流が一定の場合、電流生成器にかかる電圧はループインピーダンスに比例する。電圧の実部を電流の同位相の部分として定めることにより、周囲長さを表すことができる。サンプル周波数が電流の周波数よりかなり高い場合には、計算は組み込まれたマイクロ−プロセッサによって行うことができる。しかし、虚部インピーダンスが、実部インピーダンスと比べて適切なものであることを保証するため、電流は比較的高い周波数であることが望ましい。サンプル周波数を低く保つには、実部をアナログの直角位相検出によって求めることができる。トータルの周囲長さは、周囲長さ＝Ｘ０＋ｆ（ｒｅａｌ（Ｖ））で表される。
【００４９】
上述した特定の実施形態の説明は、本発明の包括的な本質を十全に表すものであり、これにより、当業者は現在の知識を用いて種々の応用のため、相当の実験することなしに、また、包括的な概念から離れることなく、容易に上記の特定の実施形態を変形ないし改良することができる。従って、そのような改良ないし変形は、開示した実施形態と等価なものの意義および範囲のうちにあると理解されるべきである。ここで用いられている用語の用い方や専門用語は説明のためであって限定のためではない。開示された種々の機能を実行するための手段、材料、および工程は、本発明を離れることなく種々の形態をとることができる。
【００５０】
このように、「・・・する手段」や「・・・するための手段」という表現あるいは方法工程の用語は、上述の明細書および／または特許請求の範囲に見られるように、これらの後に機能の記述が続くものであるが、これらは、構造的、物理的、化学的、あるいは電気的要素または構造のいずれも意味しまたそれらに及ぶこと、また、現存しまたは将来において存在して記載される機能を実行する方法工程のいずれも意味しまたそれらに及ぶことを意図したものである。このことは、上述の明細書に開示される実施形態に正しく等しいか否かにかかわらず言えることであり、すなわち、同じ機能を実施する他の手段または工程を用いることができるということができる。また、上記の表現ないし用語は、それらについて最大の広く解釈されるべきことを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】肢に取り付けられた本発明の一実施形態の第１の断面を示す図である。
【図２】上記肢に沿った第２の断面を示す図である。
【図３】上記肢に沿ったさらに第３の断面を示す図である。
【図４】本発明の他の実施けたいをその内部から見た図である。
【図５】良好な信号対雑音比を持つ信号を選択するための信号処理手段を示す図である。
【図６】容量性の重なり検出器の一実施形態を示す図である。
【図７】上記のような検出器の電気等価回路を示す図である。
【図１】
2005515010.tif 000003
【図２】
2005515010.tif 000004
【図３】
2005515010.tif 000005
【図４】
2005515010.tif 000006
【図５】
2005515010.tif 000007
【図６】
2005515010.tif 000008
【図７】
2005515010.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月25日(2003.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血圧測定装置において、
人の肢に適用される概略環状の袖であるカフ、液体圧の供給源、静圧を測定する手段、および静脈の近くに配されるマイクロフォン手段を具え、
前記カフは少なくとも部分的に２つの実質的に凹状の殻部分であって肢に沿って剛性を示す殻部分によって囲まれ、この殻部分は復元力に抗して動くことができ、
線状に配列したマクロフォン要素が一方の殻部分におけるユニバーサルジョイントタイプの支持部上に配置され、この配置は前記殻部分に実質的に垂直で下端部の近くである
ことを特徴とする血圧測定装置。
【請求項２】
最も良好な信号対雑音比を提供するマイクロフォンを多様に選択するのに用いられる信号選択手段を具えたことを特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項３】
マイクロフォン信号は増幅されて電気音響変換器に用いられるようにされることにより当該信号を聞くことができることを特徴とする請求項１または２に記載の血圧測定装置。
【請求項４】
信号は、前記血圧測定装置に備え付けのスピーカを介して出力されることを特徴とする請求項３に記載の血圧測定装置。
【請求項５】
信号は聴診する医者によって保持されたイヤフォンに接続したレシーバに連絡する無線電信を介して出力されることを特徴とする請求項３に記載の血圧測定装置。
【請求項６】
ゆっくりと変化する静圧の測定から求めた情報と、前記マイクロフォン手段からの情報とを組合せて血圧の数値を得るための信号処理手段を具えたことを特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項７】
弾力のないストラップが一方の殻部分に取り付けられることにより、前記殻部分の間の隙間を閉じること特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項８】
前記ストラップは、当該ストラップと他の殻部分との重なりに伴って当該他の殻部分に固着する手段を備えたこと特徴とする請求項７に記載の血圧測定装置。
【請求項９】
前記ストラップと前記殻部分との重なり量は血圧の読みの補正のための周囲長さの測定に用いられること特徴とする請求項８に記載の血圧測定装置。
【請求項１０】
重なりは、前記カフに固定された電極または複数の電極と前記ストラップに固定された電極または複数の電極との間の容量が測定されること特徴とする請求項９に記載の血圧測定装置。
【請求項１１】
前記殻部分は、一方の手で動作させることのできる取っ手に接続されたヒンジ部分に取り付けられること特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項１２】
縦方向の剛性に加え、前記殻部分は周方向において弾性を示すこと特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項１３】
前記ヒンジは、前記殻部分に接合する連続の弾性部分であること特徴とする請求項１２に記載の血圧測定装置。
【請求項１４】
前記殻部分は、前記ヒンジ部分と一体であり、これにより、１つの連続したシート材を形成すること特徴とする請求項１２に記載の血圧測定装置。
【請求項１５】
連続したシート材は、その閉じた状態では切頭円錐台形状をなすこと特徴とする請求項１４に記載の血圧測定装置。
【請求項１６】
機械的作動手段は、前記ヒンジ部分の近くに取り付けられて測定の間、一方の前記殻部分を他方の前記殻部分に押し付けること特徴とする請求項１１に記載の血圧測定装置。
【請求項１７】
前記機械的作動手段は、エアシリンダーおよびレバーからなること特徴とする請求項１６に記載の血圧測定装置。
【請求項１８】
前記機械的作動手段は、それぞれの前記殻部分の内側に取り付けられ、これら殻部分の縦方向に直角に配置される紐からなること特徴とする請求項１６に記載の血圧測定装置。
【請求項１９】
膨らませることのできるカフは前記殻部分の裏当てを形成することにより、膨らませることのできる主空気室を与えること特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項２０】
前記ストラップは、前記殻部分の向きに実質的に直交するよう配置され、前記主空気室に連通する空気室を備えたこと特徴とする請求項１９に記載の血圧測定装置。
【請求項２１】
前記ユニバーサルジョイントは、フォームパッドの形態であること特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項２２】
前記ユニバーサルジョイントは、前記カフと前記マイクロフォンの配列との間に取り付けられる別の空気室の形態であること特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
【請求項２３】
前記肢は腕であること特徴とする請求項１ないし２２のいずれかに記載の血圧測定装置。
【請求項２４】
前記肢は脚であること特徴とする請求項１ないし２２のいずれかに記載の血圧測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は血圧を測定する装置であって、管状の締め付けることできる袖もしくは人の肢用のカフ、液体圧源、静圧測定手段、および動脈の近傍に配されるマイクロフォン手段を具えた測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の血圧測定は、長い伝統があり、二つの異なるタイプに分類されるものである。聴診および動脈拍動計測の両方とも動脈の圧迫を利用するものであり、その程度は、血液の流れが止められその後流れが許可されると同時に血圧から得られる信号を測定できる程度である。この圧迫は肢（ほとんどの場合、上腕または手首）を取り巻くカフを用いて行うことができる。カフは、細長い空気袋を外側で取り巻く非伸張性の布を有しており、空気袋は肢周りの大部分を取り巻くものである。空気袋は空気を用いて加圧され、この空気圧が測定される。コロトコフ法は、血液が流れ始めたときの圧迫箇所の下流側における動脈中の音を聞くこと、および心拍に関連したある音が聞こえ、また、音が消え始めるときの圧力を読むことに依っている。従来、音を聞くのは聴診器を用いて行われ、その聴診器のチェストピースは血管を閉塞する下流側で動脈の近くの皮膚に対して保持され、しばしばカフの端に対して保持される。
【０００３】
血圧を測る上記の手順は時間がかかり、また、技能を要するものである。これは、カフの取り付けに伴って人手を必要とする操作や、聴診器のチェストピースを正確に当てる必要があることが原因となっている。空気を入れ、また、空気を開放することは最短時間で知ることができる。これは、特に、空気の出し入れが実際の測定に関連しているからである。現在の測定方法は、自動的な空気入れおよび開放とクロトコフ音の電子的マイクロフォンによる捕捉を利用するものであり、場合によってはある信号処理が種々のタイプの音を判別するのに役に立っている。
【０００４】
【特許文献１】米国特許４、３３７、７７８号公報
【特許文献２】米国特許５、５６０、３６５号公報
【特許文献３】米国特許４、２４８、２４２号公報
【特許文献４】米国特許４、７９０、３２５号公報
【特許文献５】米国特許２、７１７、４３７号公報
【特許文献６】米国特許４、２０２、３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、カフの巻き付けや巻き付けを取り外す際の、空気チューブやマイクロフォンのリード線のもつれを減らす試みについて記載している。ここでは、クロトコフ音は膨らませることができる空気袋の内部にあるマイクロフォンを用いて捉えられる。しかし、この特許は、独力で巻き付けや巻き付けの取り外しを行う人の基本的な時間消費の問題を解決することを図ったものではない。
【０００６】
特許文献２には、部分的に伸びるカフを備えることにより、静止していない肢に対して血圧測定を行う場合に摩擦ノイズがどのように減るかについて記載されている。それによって解析される信号が改善されるが、カフを取り付ける際の問題は解決されることはない。
【０００７】
特許文献３には、シーケンシャルスイッチとカフに一体に取り付けられたハンドポンプによって血圧装置をどのように半自動化するかについて記載されている。カフそれ自身は腕に装着される必要がある。クロトコフ音を捉えるためにセンサが設けられるが、それを装置にどのように取り付けるかについては示唆がない。
【０００８】
特許文献４は、自動血圧記録器に関するものであり、この記録器では、患者は着席し、アームレストと一体で、膨らむことができる要素を含む頑丈な固定具もしくは治具にその腕を置く必要がある。そして、この固定具は、同様に頑丈な締め具によって自動的に閉じられるものである。これによって、機器は全く動かせないものとなり、また、患者に不向きなものとなって、椅子のようなものに背筋を伸ばして座ることができなくなる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、良好な音響結合と信号処理が両立させて信頼できる動脈音信号を得ることができるカフおよび変換器を提供することにある。本発明のさらなる目的は、肢の生体測定について公知の装置よりもより広い範囲で適合できるカフ構造を提供することにある。本発明のさらなる目的は、カフを用いた確実な生体測定がカフが適合する限度を超えているときは不一致であることを示し、その不一致に応じた補正を提示することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、次の点で、上述の欠陥を避けることができ、利点を得ることができる。前記カフは少なくとも部分的に２つの実質的に凹状の殻部分であって肢に沿って剛性を示す殻部分によって囲まれ、この殻部分は復元力に抗して動くことができ、線状に配列したマクロフォン要素が一方の殻部分におけるユニバーサルジョイントタイプの支持部上に配置され、この配置は前記殻部分に実質的に垂直で下端部の近くである。用語「凹状」は、上記殻部分が腕に沿ってその中の軸として直線であってもよく、一方、記殻部分は上記腕に沿った軸方向と直交する方向に意図的に曲がっているという事実を言っている。用語「剛性」は、製造中に与えられたどのような曲げ状態からもそれる、軸方向の曲げ状態を上記殻部分に与えることを意図したものではないという事実を言っている。軸に垂直な線状配列のための上記ユニバーサルジョイントタイプの支持部は、上記軸に垂直な平面内の動きを可能とするとともに、上記線状配列に沿った軸の周りの回転を可能とするものである。膨らませることのできるカフを取り囲むための硬い殻を用いることは、従来の織物のストラップと比べて明確な利点がある。これは、カフと肢（上腕）との間に作用する力がより均一に分散されて、安定した繰返すことができる動脈の閉塞を促進することとができるからである。これは、聴診および動脈拍動測定の方法の両方に重要なことである。聴診方法では、装置を取り付ける際に要求される回転方向の精度は、硬い殻との組合せでいくつかのマイクロフォンを与えることによって、大きく減少する。これは、最も明瞭な信号を与えるマイクロフォンを見出すことが常に可能であるからである。膨らまされたカフが硬い殻によって保持される場合にマイクロフォンの配列を用いることは特に利点がある。装置の取り付けや読みの繰り返し可能性が非常に大きく増すからである。装置は、専ら肢によって支持されてもよい。すなわち、構造的な要素の取り付け無しに、例えば肘当てによって支持されてもよい。
【００１１】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、最も良好な信号対雑音比を提供するマイクロフォンを多様に選択するのに用いられる信号選択手段を具える。線状配列するマイクロフォンのからの出力を平均するよりも、最も強い信号を受信すると同時に、最も少ない量の関係ないノイズを受信するマイクロフォンを選択することはより有効なことである。
【００１２】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、マイクロフォン信号は増幅されて電気音響変換器に用いられるようにされることにより当該信号を聞くことができる。このことは、検査する医者が、患者を含む他の者に、聴診器からでなく本発明の装置から直接クロトコフ音の特徴を示すことができることを意味する。
【００１３】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、信号は、前記血圧測定装置に備え付けのスピーカを介して出力される。これにより、装置は完全に内蔵型のものとなる。
【００１４】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、信号は聴診する医者によって保持されたイヤフォンに接続したレシーバに連絡する無線電信を介して出力される。このようなレシーバ／イヤフォンの組合せは、典型的には、本発明の装置によって血圧を測定される人を囲む医者や医療スタッフによって持ち歩くことができる電子聴診器の一部とすることができる。
【００１５】
本発明の有利な実施形態によれば、特に、ゆっくりと変化する静圧の測定から求めた情報と、前記マイクロフォン手段からの情報とを組合せて血圧の数値を得るための信号処理手段を具える。これは、特に、静圧を循環させ、音信号をそれとは無関係に得、上記信号の周波数の内容が検出されるクロトコフ音のタイプを決定することを含むものである。また、上記静圧のサンプルリングとそれを周波数の内容の同時にサンプルされた本質的な特徴を組みあせることによって、特定のクロトコフ音を得るために必要な圧力の数値情報を与えることができる。
【００１６】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、弾力のないストラップが一方の殻部分に取り付けられることにより、前記殻部分の間の隙間を閉じる。ストラップの利用自体は、従来のカフによって知られたものである。しかし、本発明によれば、その動作はより密接なものとなる。それはストラップが殻部分に取り付けられるからである。
【００１７】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記ストラップは、当該ストラップと他の殻部分との重なりに伴って当該他の殻部分に固着する手段を備える。この手段は、すばやく取り外しできるタイプとすることができる。
【００１８】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記ストラップと前記殻部分との重なり量は血圧の読みの補正のための周囲長さの測定に用いられる。ぴったりと肢に取り付けられるカフの一定の長さに対して、収縮期および拡張期圧力の正確さがカフの軸寸法に依存していることは知られている。本発明による装置の長さは殻の剛性によって一定で正確なものであり、周囲長さを知ることによって、適切な補正を読取に対して行うことができる。補正は、信号処理においてストラップからの重なり信号に依存して行われる。当業者は、この種の相対位置測定に利用できるいくつかの技術のいずれかを選択することができる。従って、従来の血圧測定構成において知られるようないくつかのサイズのカフを必要とすることは少なくなる。
【００１９】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、重なりは、前記カフに固定された電極または複数の電極と前記ストラップに固定された電極または複数の電極との間の容量が測定される。容量性の検出および測定データの容量性の伝送は、血圧測定装置に適している。この装置は、高価で時間のかかるプラグ−ソケット接続を排除できることから使い捨ての部品を用いることができるものである。
【００２０】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記殻部分は、一方の手で動作させることのできる取っ手に接続されたヒンジ部分に取り付けられる。これは、装置の配置を修正する手段において一方の手のみを用いることを可能とし、これにより、人は装置を自身で使うことができる。
【００２１】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、縦方向の剛性に加え、前記殻部分は周方向において弾性を示す。このようにして、上記殻は肢を掴む際にしに対してさらに近接することができる。
【００２２】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記ヒンジは、前記殻部分に接合する連続の弾性部分である。装置が取り付けられたとき上記殻が組織に近接して取り付けられ、また、取っ手が上記の弾性の力に逆らって動くことは重要である。
【００２３】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記殻部分は、前記ヒンジ部分と一体であり、これにより、１つの連続したシート材を形成する。このことは、装置が一体のものとして製造され、その製造において適切な形状を与えられることを意味する。このような連続するシート構造の例は、予見できるものであり、周方向の弾性は実際には全くぐにゃりとしたものである。織物シート形態の一体の殻部分は、柔軟であるが概して伸ばすことのできない縦糸しての糸およびそれと似たものを有し、織物としての強い細長い布が肢に向き、これにより、織物の方向肢の軸と平行になる。
【００２４】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、連続したシート材は、その閉じた状態では切頭円錐台形状をなす。これは、装置の形状を予めゆがめる必要があり、よく発達した上腕の筋肉との関係で最も実際的となる。しかし、本発明による殻タイプ構造との関係で装置の切頭円錐台形状は、円筒形よりも、生体測定に対する適合に関してより大きな範囲を有している。
【００２５】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、機械的作動手段は、前記ヒンジ部分の近くに取り付けられて測定の間、一方の前記殻部分を他方の前記殻部分に押し付ける。この場合、装置は極めて弱い手動力を持った人によって利用される。取っ手を用いて殻部分を開けるとき、少ない力で済む。しかし、この場合、ストラップを取り付け測定をする前に、２つの殻を互いに寄る方向に押し付けるときはある機械的な支援が必要となる。
【００２６】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記機械的作動手段は、エアシリンダーおよびレバーからなる。加圧された空気は、カフの空気室を膨らませるのに用いられる。従って、殻部分に対する適切な作動手段は、エアシリンダーあるいは他の閉じた形状を変える容器とすることができる。
【００２７】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記機械的作動手段は、それぞれの前記殻部分の内側に取り付けられ、これら殻部分の縦方向に直角に配置される糸からなる。これは、こぶしの中に閉じる際の手の腱と同じ動きを与えるものである。このタイプの動きは電力により適合する。なぜなら、糸が回転軸にそれを巻き取ることによってぴんと張らせることができるからである。
【００２８】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、膨らませることのできるカフは前記殻部分の裏当てを形成することにより、膨らませることのできる主空気室を与える。殻をしっかりと支持することにより、確実で繰返すことのできるように膨らませることが可能となる。これによって、血管を閉じる際に問題を生じ得る空気室の曲げを避けることができる。
【００２９】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記ストラップは、前記殻部分の向きに実質的に直交するよう配置され、前記主空気室に連通する空気室を備える。これは、腕の全体を取り巻く膨らませることのできる構造において、この膨らますことの繰り返しを可能とするものである。
【００３０】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記ユニバーサルジョイントは、フォームパッドの形態である。これは、マイクロフォンの、製造の観点から導かれる配列またはブリッジを支持するのに有効な態様である。なぜなら、フォームパッドの弾性はブリッジの長さ、マイクロフォン要素の厚みなどに対応して調整できるからである。フォームパッドによって、マイクロフォンブリッジの直交位置からのあるずれが許容される。すなわち、必要に応じて皮膚により近接した取り付けが可能となる。
【００３１】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、前記ユニバーサルジョイントは、前記カフと前記マイクロフォンの配列との間に取り付けられる別の空気室の形態である。これは、マイクロフォンブリッジの一定の圧力が、必要に応じて測定の間に調整されることを意味する。
【００３２】
上腕に対して装置を使用は、そこで一方の手だけ用いて装置を取り付けることが行われるが、患者が医療に携わる人の支援を受けずに血圧をモニターすることを完全に実際的なもとする。
【００３３】
装置を脚に用いる他の使用は、上体に怪我をして腕における測定ができない特殊な場合である。そのような装置の寸法は、腕に対するものより大きくする必要がある。しかし、この場合でも、動脈の正確な位置は必要とされない。このことは、マクロフォン配列を殻構造とともに用いる利点によって明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００３５】
図１には、発明装置が周囲に取り付けられた肢の断面が示されている。これ肢は、単なる一例として上腕とみなすことができ、この上腕は直立した胴体に対して水平方向前方に伸びたものである。腕１、骨２、動脈３および静脈４が示されている。腕１は、部分７によって連結される上部分５と下部分６からなる貝殻様構造に取り囲まれている。これらの部分は、腕の周りを囲む方向に曲がることができるが、その縦方向には曲がらない材料によってできている。膨らませることができる構造８が部分５、６、７の内側に取り付けられ、この構造は、貝殻様構造がその外側の寸法を増すことがないという条件の下で、腕１の組織を骨２の周りに圧縮することが可能となる。
【００３６】
図２には、貝殻様構造の外側寸法がどのようにして維持されるかが示されている。これは、ストラップないしフラップが９貝殻用構造の上部分５とこれに対応する下部分６との間に連結されることによって実現できる。フラップはそれに引っ張りが作用するときに伸びない材料でできており、これにより、発明装置の外周を一定のままとすることができる。構造８が膨らませられたとき、この装置はその外周の最も大きな面積である形状、すなわち円周形状となり、また、腕１の組織は血管３および４の隙間を埋める程度まで圧縮される。装置は、２つの取っ手状構造１０および１１を用いて取り付けられるが、フラップ９が接続されていないという条件では、これらの構造は、それらが互いに近づけられると部分５と部分６との距離を増すものである。弾性部材１２は取っ手構造１０および１１に作用し、貝殻様構造５、６を閉じようとするものである。
【００３７】
実際の使用では、一方の手で取っ手１０、１１を動かして貝殻部分５、６を開き、装置を腕に取り付けることができる。上記の例では、この取り付けは右から左の方向に行われる。取っ手１０、１１が放されると、弾性部材１２が伸びて貝殻部分５、６を閉じる。また、フラップ９から垂れ下がるその接続していない方の端１３は、取っ手を開放した同じ手で下から握られて、引っ張られることにより右方向に持って来られる。フラップ９はそれ自身が、特許文献５に記載されるようなファスナータイプの取り外し手段によって下部分６に取り付けられている。膨らませることのできる構造８は空気を加圧供給され、十分な圧力に高まると血管が圧縮される。
【００３８】
図３には、装置の（動脈の流れで見たときの）下流端が断面で示されている。この端部は、動脈３における流れから生ずる信号を捕らえるための一組のマイクロフォンを収容する。３つのマイクロフォン１４、１５、および１６が取り付け具１７上に取り付けられ、この取り付け具は、ユニバーサルジョイントタイプのベアリング１８に装着されることによって、動脈３近傍の皮膚に密着することができる。好ましい実施形態では、ユニバーサルジョイントは発砲体パッドに匹敵するものである。１つのマイクロフォン１６は動脈に最も近いものとして示され、このマイクロフォンからの信号は３つのうちで信号対雑音比の最もよいものとなる。これは特許文献６に記載されるような、細長いマイクロフォンを具体化した構成とは対照をなすものである。この特許は、マイクロフォンを保持するカフが回転方向の配置で取る範囲において、どのようにして確実に動脈からの信号を細くするかについては記載しておらず、その構成は種々のノイズ信号を等しく集めてしまうものである。
【００３９】
ユニバーサルジョイントタイプのベアリング１８は同程度に小さな空気クッションとすることもでき、これは、主の膨らませることができる構造に接続されている必要はない。
【００４０】
図４には、本発明の異なる実施形態が示されているが、明確化のため完成品とみなされることのない形態で示されている。このケースでは、２つの貝殻５０、６０およびヒンジ７０は、剛性が方向によって異なる１つのシート材料によって作られている。この材料は横方向（肢を取り囲む方向）より縦方向の剛性ほうが著しく高い。このような材料は、厚みの増したいくつかの平行な線状構造が厚みが薄くされた領域によって接合されることによって構成することができ、あるいは、波形とすることにより構成することができる。上部および下部の「貝殻」部分は、予め、互いに寄り合う凹形状に成形される。また、図２に示したように、操作「取っ手」部分は２つの「貝殻」部分を引き離すことが可能であり、「ヒンジ」部分は製造過程において同様に予め成形される。本実施形態の断面は図２と同様であるが、シート材料の概要は、装置が取り付けられるときは切頭円錐形状となるものである。
【００４１】
図４において、「貝殻」および「ヒンジ」部分５０、６０、７０は図の面に伸ばされた上体で示されている。また、シート材料を裏打ちとなる主空気室８０とともにストラップないしフラップ９０の裏打ちとなる補助空気室８１、８２、８３、８４が示されており、フラップは図２に関して説明されたようにして装置を閉じるのに用いられる。連通する空気室は柔軟で結合できるポリウレタンシート材で作ることができる。取っ手１００および１１０の位置は、一点鎖線で示される。当業者であれば、フラップ９０の向き、すなわち、閉じる動作が上向きなのか下向きなのかは、ユーザーにとっては重要であるものの、構成上重要ではない。閉じるのは、装置における部分６０の外側の対応するファスナーとともに機能するファスナー９１を用いて行うことができる。マイクロフォン１４０を保持するブリッジ１７０は空気室８０に隣接した位置に示される。
【００４２】
個体群において上腕はかなり異なり、異なるサイズの装置が必要となる。しかし、本発明による装置は多くの生体サイズに適合する。基本的に切頭円錐形状は適合して必要に応じ円筒形のカフを作ることもできる。しかしながら、フラップ自身において補助空気室を設けることにより、公知のカフと比べて、より大きな範囲の上腕について１つのかつ同じ装置で測定することが可能となる。
【００４３】
ストラップ９０および殻６０の外側と接合するためのファスナーフラップ９１は延長測定手段９２、９３を備え、これらの手段によって肢に取り付けられたときのストラップの重なり量を示す信号を供給することができる。この重なりは、膨らませることのできる部分が腕を取り巻く程度を表す大きさとして用いられる。信頼性のある測定のためには、膨らませることのできる部分が腕の約８０％を取り巻かなければならないことが確認されている。また、膨らませることのできる部分の幅は腕の外周の４０%近くなければならない。
【００４４】
重なり検出器の一実施形態は図６に関して説明されるものである。このことは、肢の外周に関した信号を十分な精度で容易に利用でき、それを収縮期および拡張期の圧力の読みの補正に用いることができることを意味している。この補正は、測定を支援するＤＳＰ環境における装置によって自動的に行うことができる。あるいはこれに代わり、ＤＳＰ機能によって通常の測定を超えることをユーザーに警告し、その警告は補正値を提示するか、あるいは生の測定データを提供するものであって、これにより、不一致をどのように扱うかについて検査する医者に任せることもできる。
【００４５】
図５には、部分的に圧縮された動脈３における流れに最もよく関連する信号を供給するマイクロフォンを選択する原理が示されている。複数のマイクロフォン１４０は一組のプリアンプ２０に接続され、増幅されたそれぞれの信号は処理ユニット２１にもたらされる。この処理ユニットはエミュレートする機能によってデジタル信号処理を行う。エミュレート機能は、高周波数の前置強調手段、それぞれのマイクロフォン信号を選択するためのストローブ手段、信号ごとのレベル検出手段、それぞれの号に対応して高周波数の存在のレベルを格納する格納手段、新たにストローブされた信号のレベルと格納されているレベルとを比較するコンパレータ手段、およびユニット２２の設定基準を満たす信号を取得するセレクター手段を有している。このユニット２２では、信号は聴覚および視覚的な指示に都合よい形態に変えられる。これに関連して、信号の電送がさらなる処理のために行われる。ユニット２３はタイミングおよび同期のためのユニットであり、ユニット２１における測定を時間機能を有した他の測定可能な量に関連させることによって、設定基準に従った選択に際して支援するものである。
【００４６】
図６には、容量性の重なり検出器の一実施形態が示されている。いくつかの固定のコンデサプレートＰ１、Ｐ２、…Ｐｎがカフの一方の端においてカフの縦（周回）方向に列をなして配置される。これらコンデンサプレートは、直列接続する抵抗Ｒ１、Ｒ２、…Ｒｎのタップに接続し、この抵抗の直列接続には殻の適切な部分に平行となる他のプレートＣ１、Ｃ２からなる容量性の結合を介してもたらされる高周波数電流が供給される。抵抗の直列結合の他方の端部に対する接地はコンデンサプレートＣ５、Ｃ６として示される。コンデンサプレートの列は、カフの他方の端に配置される摺動コンデンサプレートＤと協働して、ストラップを閉じている間極めて接近して平行となる。摺動コンデンサプレートＤは、殻の所定部分と結合コンデンサＣ３、Ｃ４を介して接続する。この構成は、容量的に組み合わされたポテンショメータとして機能し、摺動コンデンサプレートＤの配置とは無関係に十分に線形の出力電圧Ｖを供給することができる。また、実際のストラップの正確な構造、厚み、誘電率を設計することは当業者がなすことができる範囲のものである。電圧は、抵抗−コンデンサネットワークのインピーダンスＺが電流Ｉによって与えられるときは、複素電圧Ｖの実部として定まるものである。（殻に向いている）カフとストラップは、処分できるものでありおよび/または圧力釜で処理できる部分である。従って、総ての信号連結は容量性である。好ましくは、総てのコンデンサプレートは金属片で作られる。しかし、高インピーダンスを伴う場合は金属蒸着したプラスチック片も同様に用いることができる。
【００４７】
信号処理手段は出力電圧を変換し、その変換値はデータ処理手段に供給されて、好ましくは補正テーブルにアクセスすることにより適切な補正値を得る。仮に、周囲長さが特定のカフにおいてはその限界を超える場合は、警告がなされる。また、周囲長さに対するカフの幅の比が０．４（４０％）を超えるときは測定した血圧の補正値を示すこともできる。
【００４８】
重なりの程度を定めるシステムの好ましい実施形態にかかる等価回路が図７に示される。Ｚｌｏａｄが比較的高い場合は、電流生成器はループ（Ｃｉ１  Ｒｖａｒ  Ｃｏ  Ｃｉ２）に定電流を流す。結合におけるループキャパシタンスであるＺｌｏｏｐの虚部は、形成された形状、面積、およびプレート間の距離に依存する。ループ抵抗であるＺｌｏｏｐの実部は、スライダーの位置である、カフ端部の重なりのみに依存し、また、それによって周囲長さに関係する。電流が一定の場合、電流生成器にかかる電圧はループインピーダンスに比例する。電圧の実部を電流の同位相の部分として定めることにより、周囲長さを表すことができる。サンプル周波数が電流の周波数よりかなり高い場合には、計算は組み込まれたマイクロ−プロセッサによって行うことができる。しかし、虚部インピーダンスが、実部インピーダンスと比べて適切なものであることを保証するため、電流は比較的高い周波数であることが望ましい。サンプル周波数を低く保つには、実部をアナログの直角位相検出によって求めることができる。トータルの周囲長さは、周囲長さ＝Ｘ０＋ｆ（ｒｅａｌ（Ｖ））で表される。
【００４９】
上述した特定の実施形態の説明は、本発明の包括的な本質を十全に表すものであり、これにより、当業者は現在の知識を用いて種々の応用のため、相当の実験することなしに、また、包括的な概念から離れることなく、容易に上記の特定の実施形態を変形ないし改良することができる。従って、そのような改良ないし変形は、開示した実施形態と等価なものの意義および範囲のうちにあると理解されるべきである。ここで用いられている用語の用い方や専門用語は説明のためであって限定のためではない。開示された種々の機能を実行するための手段、材料、および工程は、本発明を離れることなく種々の形態をとることができる。
【００５０】
このように、「・・・する手段」や「・・・するための手段」という表現あるいは方法工程の用語は、上述の明細書および／または特許請求の範囲に見られるように、これらの後に機能の記述が続くものであるが、これらは、構造的、物理的、化学的、あるいは電気的要素または構造のいずれも意味しまたそれらに及ぶこと、また、現存しまたは将来において存在して記載される機能を実行する方法工程のいずれも意味しまたそれらに及ぶことを意図したものである。このことは、上述の明細書に開示される実施形態に正しく等しいか否かにかかわらず言えることであり、すなわち、同じ機能を実施する他の手段または工程を用いることができるということができる。また、上記の表現ないし用語は、それらについて最大の広く解釈されるべきことを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】肢に取り付けられた本発明の一実施形態の第１の断面を示す図である。
【図２】上記肢に沿った第２の断面を示す図である。
【図３】上記肢に沿ったさらに第３の断面を示す図である。
【図４】本発明の他の実施けたいをその内部から見た図である。
【図５】良好な信号対雑音比を持つ信号を選択するための信号処理手段を示す図である。
【図６】容量性の重なり検出器の一実施形態を示す図である。
【図７】上記のような検出器の電気等価回路を示す図である。
【国際調査報告】
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