(57)【要約】【解決手段】  圧力検出装置１は、ケーシング６の開口部６Ａの箇所に検出部３Ａを備えている。この検出部３Ａは、シート状の圧電センサ７と歪みセンサ８とを積層させて構成されている。上記ケーシング６内に押圧機構１４を設けてあり、制御装置１０は押圧機構１４のＤＣモータ１５の作動を制御して、検出部３Ａを一定の圧力で手首２の皮膚に押圧させるようになっている。  上記圧電センサ７によって手首２の橈骨動脈２Ａの圧力変化を検出し、それをもとにして制御装置１０が最高血圧および最低血圧を算定し、それらをモニタ５に表示するようになっている。【効果】  小型・薄型であって、しかも位置ずれしにくい圧力検出装置１を提供できる。【選択図】  図１
2007319343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出部を備えた検出装置本体を生体に装着させるベルトと、上記検出部を生体に押し付ける押圧機構と、上記押圧機構の作動を制御する制御装置とを備えて、上記押圧機構によって上記検出部を生体に押し付けて該生体の外部から動脈の圧力変化を検出するようにした圧力検出装置であって、
上記検出部は、シート状に形成されて圧力の変化を検出する圧電センサと、シート状に形成されて上記押圧機構による押圧力を検出する歪みセンサとを備え、
上記制御装置は、上記歪みセンサによる押圧力の検出結果に基づいて上記押圧機構の押圧力を一定に制御することを特徴とする圧力検出装置。
【請求項２】
上記圧電センサに上記歪みセンサを重合させて配置したことを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。
【請求項３】
上記押圧機構は、上記制御装置によって作動を制御される電気制御可能なアクチュエータを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力検出装置に関し、より詳しくは、生体に接触して外部から動脈の圧力の変化を検出する圧力検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、血圧測定等、動脈の圧力変化を検出する場合は、上腕等をカフにより強く圧迫して動脈を閉塞させて測定する方法が一般的であり、これを自動化した装置も実用化されている。
また、人体の皮膚に検出部を接触させることで血圧を測定する、いわゆる非侵襲式の血圧測定装置が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２）。  
特許文献１の装置においては、検出部に複数の感圧素子を配列した圧力センサを使用して血圧を測定するようにしている。
他方、特許文献２の装置においては、検出部が備えるダイアフラムを介して得られる圧力の変動を圧力トランスデューサで検出するようにしている。
【特許文献１】特許第２６６４９８１号公報
【特許文献２】特開２００５−５２６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、カフで圧迫する測定方法では、カフで絞めつけることに対する恐怖心等の心理的負担が伴うとともに、所定時間毎に繰り返し測定する場合には、圧迫により血管が潰され変形する危険性があった。
また、上述した特許文献１の装置においては、複数の感圧素子を配列した圧力センサを用いるので、血圧の検出のために複雑な制御を必要とするという欠点があった。
他方、特許文献２の装置においては、ダイアフラムを介して得られる圧力の変動を検出するようにしているので、検出装置が大型化するという欠点があった。
さらに、上記２件の特許文献においては、何れも空気圧によりセンサを生体に押圧させるので、空気が介在することで押圧力を高精度に制御することが困難であり、さらに、空気を封入する圧力室を設けなければならず、装置が大型化するという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した事情に鑑み、本発明は、検出部を備えた検出装置本体を生体に装着させるベルトと、上記検出部を生体に押し付ける押圧機構と、上記押圧機構の作動を制御する制御装置とを備えて、上記押圧機構によって上記検出部を生体に押し付けて該生体の外部から動脈の圧力変化を検出するようにした圧力検出装置であって、
上記検出部は、シート状に形成されて圧力の変化を検出する圧電センサと、シート状に形成されて上記押圧機構による押圧力を検出する歪みセンサとを備え、上記制御装置は、上記歪みセンサによる押圧力の検出結果に基づいて上記押圧機構の押圧力を一定に制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００５】
このような構成によれば、小型であって、しかも圧力の測定時における生体への押圧力が小さな圧力検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において１は生体としての人の動脈の圧力変化を検出して、血圧や脈波等を測定する圧力検出装置である。この圧力検出装置１は従来のものよりも小型で薄型に構成されており、例えば病院に入院中の患者の手首２に圧力検出装置１を常時装着しておくことで、手術後における患者の血圧を所定時間毎に測定できるようになっている。
圧力検出装置１は、人の手首２の幅よりも小さな寸法に設定した検出装置本体３と、この検出装置本体３の両側部に両端を連結され検出装置本体３を生体の所定部位に装着させるベルト４と、上記検出装置本体３による血圧等の測定結果を表示するモニタ５を備えた制御装置１０を備えている。
この圧力検出装置１によって実際に人の血圧を測定する際には、上記ベルト４に人の手首２を通してから該手首２の橈骨動脈２Ａ上の皮膚に検出装置本体３の検出部３Ａを位置させて接触させるようになっている。
【０００７】
検出装置本体３は、下面中央に開口部６Ａを形成したケーシング６を備えており、該ケーシング６における開口部６Ａの位置に上記検出部３Ａを配置している。
本実施例においては、長方形のシート状をした圧電センサ７上にそれと同一形状のシート状の歪みセンサ８を重合させ、さらにその歪みセンサ８上に長方形の薄い支持板１１を重合させて、それらを積層状態で一体に連結させている。上記両センサ７，８および支持板１１とによって検出部３Ａを構成している。
上記ケーシング６には、その内側から上記開口部６Ａを閉鎖するようにしてゴム等の可撓性材料からなるシート部材１２を配置し、その端部を上記開口部６Ａの周囲でケーシング６に連結している。開口部６Ａ内に位置するシート部材１２の下面中央に上記検出部３Ａの支持板１１の上面を接着している。また、この検出部３Ａの圧電センサ７の下面およびケーシング６の下面６Ｂ全域を覆ってゴム等の可撓性材料からなるシート状のカバー部材１３をケーシング６に取付けてあり、上記圧電センサ７の下面とカバー部材１３との重合部分は一体に接着している。
このように、本実施例では、検出部３Ａは上下位置の２枚の可撓性材料からなるシート部材１２とカバー部材１３の間に挟まれてそれらと一体に接着されており、検出部３Ａよりも外方側のシート部材１２，カバー部材１３が伸縮することで該検出部３Ａは開口部６Ａ内に出没できるようになっている。なお、下方のカバー部材１３は省略しても良い。
本実施例の検出部３Ａはシート状の可撓性部材に支持されているので、該検出部３Ａが手首２の皮膚に押し当てられた際には、手首２の表面の凹凸に合わせて検出部３Ａを容易に倣わせることができるようになっている。
【０００８】
上記圧電センサ７は、手首２の皮膚を介して上記橈骨動脈２Ａの圧力の変化を検出できるようになっており、圧電センサ７は、検出した圧力変化に応じた電圧値を制御装置１０へ入力するようになっている。
本実施例においては、圧電センサ７から入力される各電圧値と対応する圧力値を予め圧力データとして求めておき、その圧力データを制御装置１０に記憶するようにしている。そして、制御装置１０は、実際に圧電センサ７から制御装置１０へ検出した電圧値が入力されると、該電圧値と予め記憶した上記圧力データとを照らし合わせることで、入力された電圧値に対応する圧力の変化量や圧力値を求め、該求めた圧力を従来公知のオシロメトリック法やトノメトリ法などの処理方法によって最高血圧と最低血圧を算定し、または、脈波を求めるようにしている。
なお、シート状の圧電センサ７の基本構成は例えば特許第３６９４７４０号公報により公知である。
【０００９】
ところで、上記圧電センサ７によって検出する橈骨動脈２Ａの圧力変動をもとにして上述したように血圧を算定するためには、検出部３Ａの圧電センサ７を手首２の皮膚に対して常に一定の押圧力で押圧しておく必要がある。
そこで、本実施例においては、出力される電圧の変化により圧力の変化量を検出する上記圧電センサ７に対し、センサの歪み量に応じた圧力の絶対値を検出できる歪みセンサ８を検出部３Ａに設けるとともに、ケーシング６内に検出部３Ａを皮膚に押圧させる押圧機構１４を設け、歪みセンサ８で検出した圧力を基にして制御装置１０が押圧機構１４の押圧力を一定に制御するようにしている。
図２にも示すように、押圧機構１４は、ケーシング６内に配置した電気制御可能なアクチュエータとしてのＤＣモータ１５と、このＤＣモータ１５の駆動軸に一端を連結したレバー１６と、このレバー１６の他端に回転自在に取付けたローラ１７とから構成されている。上記ＤＣモータ１５は上述した制御装置１０によって作動を制御されるようになっている。
上記制御装置１０によってＤＣモータ１５が作動されると上記レバー１６が揺動されて、そのレバー１６に取付けたローラ１７によって上記検出部３Ａを手首２に向けて押圧するようになっている。そのため、検出部３Ａを手首２の橈骨動脈２Ａ上の皮膚に接触させた状態で制御装置１０がＤＣモータ１５を作動させると、ローラ１７によって検出部３Ａが手首２の皮膚に向けて押圧されるようになっている。なお、電気制御可能なアクチュエータとしては、上記ＤＣモータ１５のような回転式モータやサーボモータの他に、ボイスコイルモータ（リニアモータ）やプランジャ式のアクチュエータ、ピエゾ素子等、電気的に作動され制御される、応答性能の高い公知のアクチュエータを採用することができる。
検出部３Ａが押圧されると、検出部３Ａの歪みセンサ８によって上記押圧機構１４のローラ１７による押圧力が検出されて、該歪みセンサ８によって検出した押圧力が制御装置１０へ入力される。
本実施例においては、上記歪みセンサ８による圧力の検出値（押圧力）をノイズを含んだ平均値として算出し、この平均値が一定圧に維持されるように、制御装置１０によって上記ＤＣモータ１５をフィードバック制御するようにしている。このように制御装置１０がＤＣモータ１５の作動を制御することで、手首２の皮膚に対して検出部３Ａを一定の押圧力で押圧させるようになっている。なお、この時の押圧力としては、指先で脈を計る程度の軽い圧力、例えば５０ｇ／ｃｍ２  程度の一定圧に設定している。
【００１０】
さらに、ケーシング上６には所要時に点灯される警告用ＬＥＤ１８を設けている。手首２に検出部３Ａを押し付けて血圧を測定する際に、上記歪みセンサ８による検出圧力が零の場合、或いは所定値よりも大きな場合には、制御装置１０は上記警告用ＬＥＤ１８を点灯するようになっている。
また、上述したようにして制御装置１０が最高血圧および最低血圧を算定したら、その算定結果は制御装置１０によってモニタ５に表示されるようになっている。
【００１１】
以上のように構成した本実施例の圧力検出装置１によって人の血圧を測定する場合には、先ず検査対象となる人の手首２を上記ベルト４に通してから橈骨動脈２Ａの箇所の皮膚を上記検出部３Ａに下方側から接触させる（図１の状態）。
その際、検出部３Ａは皮膚の表面の凹凸に倣うことができるので、カバー部材１３を介して橈骨動脈２Ａの箇所の皮膚に密着する。
そして、この状態において、制御装置１０は所定の時間間隔毎に上記ＤＣモータ１５を作動させるので、上記ローラ１７によって上記検出部３Ａが押圧されて手首２の皮膚に押し当てられる。
このときのローラ１７による検出部３Ａへの押圧力は上記歪みセンサ８によって検出されて制御装置１０へ入力されており、制御装置１０は歪みセンサ８から入力される検出圧力をもとにしてローラ１７の押圧力が一定となるように上記ＤＣモータ１５の作動を制御する。
このように、ローラ１７によって上記検出部３Ａが手首２に向けて、常に一定圧となるように押圧されている状態において、橈骨動脈２Ａの圧力変動が圧電センサ７によって検出され、該圧電センサ７によって検出した圧力変動は電圧変動として制御装置１０へ入力される。すると、制御装置１０は、予め記憶した上記圧力データと圧電センサ７から入力された電圧値とを照らし合わせて、橈骨動脈２Ａを流通する血液の圧力を求めるようになっており、その後、該血液の圧力をもとにしてオシロメトリックス法やトノメトリ法により最高血圧、最低血圧を算定して、それらをモニタ５に表示し、または、脈波を求めて表示するようになっている。
このように、制御装置１０は所定の時間間隔毎に上述した押圧機構１４によって検出部３Ａを押圧するとともに、上述した処理を行って最高血圧および最低血圧や脈波を算定して、それらをモニタ５に表示するようになっている。
【００１２】
上述したように、本実施例においては、検出部３Ａはシート状の圧電センサ７と歪みセンサ８を積層して薄板状に構成されているので、小型で薄型であって、しかも測定時における皮膚への押圧力が小さな圧力検出装置１を提供することができる。そのため、患者の上腕にカフを強く巻回して血圧測定していた従来の血圧測定装置と比較して、本実施例の圧力検出装置１においては患者の心理的な負担を軽減することができ、さらには、繰り返して何度も測定することにより血管がつぶされて変形してしまうことの危険性が低減される。
また、本実施例においては、検出部３Ａは、薄板状で手首２の皮膚に密着できるので、検出装置本体３の位置ずれを防止して、該検出装置本体３を手首２に装着した状態を長時間維持することができる。
なお、上記実施例においては、手首の橈骨動脈を検出対象としたが、首の頚動脈や足の付け根の大腿動脈、足の甲の足背動脈等、比較的硬い骨の付近にある動脈であれば同等に測定することが可能であり、ベルト４により検出対象とする各部位に検出部３Ａを位置させて橈骨動脈の場合と同様に、動脈の圧力変化を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図２は図１のＩＩ―ＩＩ線に沿う要部の断面図。
【符号の説明】
【００１４】
１…圧力検出装置                    ２…手首
２Ａ…橈骨動脈                      ３…検出装置本体
７…圧電センサ                      ８…歪みセンサ
１０…制御装置                      １４…押圧機構
【図１】
2007319343.tif 000003
【図２】
2007319343.tif 000004