JP2006102167A - カフ - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、被検体が微小であっても、被検体との密着がよくカフ内部の圧力と略同じ圧力で被検体の広範囲を等圧に押圧することが可能なカフを提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明に係るカフは、非伸縮部材からなる基体と、該基体の面上に配置され伸縮部材からなる袋体と、該袋体の内部に空気を供給する空気供給パイプと、を有するカフであって、前記袋体の内部への前記空気供給パイプからの空気供給により、前記袋体が膨張することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、血圧等の生体情報を計測するときに使用するカフに関する。

高齢化が進み、成人の生活習慣病への対応が社会的に大きな課題となっている。特に高血圧に関連する疾患の場合、長期の血圧データの収集が非常に重要である点が認識されている。このような観点から、血圧をはじめとした各種の生体情報の計測装置が開発されている。

従来、外耳部で生体情報を計測する装置については、外耳道に挿入され、常時装着する患者モニタ装置がある（例えば、特許文献１参照。）。これは、脈拍、脈波、心電、体温、動脈血酸素飽和度、及び血圧などを生体内へ放射した赤外光、可視光の散乱光の受光量から計算できるとしている。

また、外耳道に装着する装置としては、無線通信手段を有し、動脈血酸素飽和濃度センサ、体温センサ、心電センサ、脈波センサを備えている緊急情報装置がある（例えば、特許文献２参照。）。

一方、血圧の測定に関しては、カフ振動法や容積振動法による血圧測定装置は、他の方式である容積補償法などによる血圧測定装置（例えば、非特許文献１参照。）と並んで、有力な血圧の測定方法として認められている。なお、本明細書において、外耳の名称は非特許文献２及び３による。

特開平９−１２２０８３号公報 特開平１１−１２８１７４号公報 山越 憲一、戸川 達男著、「生体センサと計測装置」、日本エム・イー学会編／ＭＥ教科書シリーズ Ａ−１、３９頁〜５２頁 Ｓｏｂｏｔｔａ 図説人体解剖学第１巻（監訳者：岡本道雄）、ｐ．１２６、（株）医学書院、１９９６年１０月１日発行 からだの地図帳（Ｔｈｅ Ａｔｌａｓ ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｂｏｄｙ）、ｐ．２０、（株）講談社、２００４年１月２９日第３５刷発行

本発明者らは、これらの研究開発において、外耳の耳珠等の比較的小さい生体の部位においても血圧を測定できる血圧計として、生体の一部を圧迫し、生体の加圧部分の脈波を光により検知して血圧を計る血圧計の開発に取り組んでいる。

しかし、外耳の耳珠等の生体の部位を圧迫する場合、当該部位は微小であるため、伸縮性のある袋体の外側を非伸縮性の帯で囲い、中心方向に押圧力を発生する従来のカフ構造では対応できない。

そこで、本発明は、被検体が微小であっても、被検体との密着がよくカフ内部の圧力と略同じ圧力で被検体の広範囲を等圧に押圧することが可能なカフを提供することを目的とする。

本発明者らは、伸縮部材からなる袋体を非伸縮部材からなる基体に配置することとした。

具体的には、本発明に係るカフは、非伸縮部材からなる基体と、該基体の面上に配置され伸縮部材からなる袋体と、該袋体の内部に空気を供給する空気供給パイプと、を有するカフであって、前記袋体の内部への前記空気供給パイプからの空気供給により、前記袋体が膨張することを特徴とする。

上記のように、非伸縮部材からなる基体に伸縮部材からなる袋体を配置することで、袋体の膨張が基体で制限されるため、被検体の一部に密着して被検体を均一に押圧することができる。そのため、例えば被検体としての生体の外耳の耳珠等の比較的小さい生体の部位でも血圧などを測定することが可能となる。

上記カフにおいて、前記袋体が設けられた前記基体の面上が、平面形状又は曲面形状であることが望ましい。

上記のように、基体の面上を平面形状又は曲面形状とすることにより、袋体を基体に固定し易い。

また、本発明に係るカフは、非伸縮部材からなる基体と、該基体上に１の面が開放されるように形成された枠体と、前記基体の面上で前記枠体の内側に配置され伸縮部材からなる袋体と、該袋体の内部に空気を供給する空気供給パイプと、を有するカフであって、前記空気供給パイプからの空気供給により前記袋体の一部が前記開放された１の面からせり出すことを特徴とする。

上記のように、非伸縮部材からなる基体に伸縮部材からなる袋体を配置することで、被検体の一部に密着して被検体を均一に押圧することができることに加え、袋体の周囲を枠体で囲うことによって袋体の膨張時に袋体が基体の面に平行な方向に広がることを抑制することができる。そのため、枠体の開放された１の面に垂直な方向にのみ膨張方向が限られるため、被検体の押圧部分に圧力を集中させることができる。その結果、例えば被検体としての生体の外耳の耳珠等の比較的小さい生体の部位でも効果的に押圧して血圧などを高精度に測定することができる。

また、上記カフにおいて、前記枠体の前記開放された１の面が円形又は楕円形であることが望ましい。

上記のように、枠体の開放された１の面の外形を円形又は楕円形とすることにより、四角形などの角型に比べて、被検体の押圧部分に押圧力を均等にかけることができる。また、被検体の押圧部分の動脈に対する位置ずれの許容度が大きい。さらに、後述する発光素子により袋体を通して被検体へ光を照射する場合に発光素子からの光の放射パターンの断面が円形又は楕円形であるため被検体の押圧部分の等圧分布と一致させやすく測定精度を高めやすい。また、角が無いために繰り返し膨張伸縮にともなう袋体の損傷を抑えることができる。

また、上記カフにおいて、前記袋体が２枚の平面状の伸縮部材の周縁が張り合わされて形成されているものも含む。

上記のように、２枚の平面状の伸縮部材の周縁を張り合わせて袋体を形成することで、袋体の膨張率が張り合わせた面に垂直な方向が高くなるため、被検体の押圧部分に圧力を集中させることができる。

また、上記カフにおいて、前記袋体の表面が前記袋体の膨張を制限する非伸縮性部材からなる外被覆で覆われているものも含む。

上記のように、袋体の表面を非伸縮部材で覆って膨張を制限することで、袋体が基体の面に平行な方向に広がることなく被検体の押圧部分に圧力を集中させることができる。

また、上記カフにおいて、前記袋体の前記基体と反対側の面の伸縮率が、前記袋体の他の部分の伸縮率よりも小さいものも含む。

上記のように、袋体の基体と反対側の面の伸縮率を他の部分の伸縮率よりも小さくすることにより、袋体の内部の圧力が増減しても被検体を押圧する部分の形状変化が少ないので、袋体の内部の圧力の急変がなく例えば、血圧計測時のノイズの発生が少ない。そして、被検体を均等に押圧することができる。

また、上記カフにおいて、前記袋体の前記基体と反対側の面の厚さが、前記袋体の他の部分の厚さよりも厚いものも含む。

上記のように、袋体の基体と反対側の面の厚さを他の部分の厚さよりも厚くすることにより、袋体の内部の圧力が増減しても被検体を押圧する部分の形状変化が少ないので、袋体の内部の圧力の急変がなく例えば、血圧計測時のノイズの発生が少ない。そして、被検体を均等に押圧することができる。

また、上記カフにおいて、前記袋体の前記基体と反対側の面を形成する材料の伸縮性が、前記袋体の他の部分を形成する材料の伸縮性よりも低いものも含む。

上記のように、袋体の基体と反対側の面を形成する材料の伸縮性を他の部分を形成する材料の伸縮性よりも低くすることにより、袋体の内部の圧力が増減しても被検体を押圧する部分の形状変化が少ないので、袋体の内部の圧力の急変がなく例えば、血圧計測時のノイズの発生が少ない。そして、被検体を均等に押圧することができる。

また、上記カフにおいて、前記袋体を通して前記カフの内部から外部に向けて出射する光を発光する発光素子を前記基体と前記袋体との間にさらに有し、前記袋体の少なくとも一部が、前記発光素子の発光する光に対して透明又は半透明であることが望ましい。

上記のように、袋体を通して袋体の内部から外部に向けて出射する光、即ち、袋体が接触する被検体の一部に光を照射する発光素子を袋体と基体との間にさらに有し、袋体の一部を発光素子の照射する光に対して透明又は半透明とすることにより、押圧した被検体の一部に光を効率よく照射することができるので、押圧した被検体の一部に照射された光のうち、例えば動脈で散乱した散乱光を受光することにより、被検体の押圧時の動脈の脈波や血液の流速あるいは血流量を高精度に測定することができ、例えば血圧などを高精度に測定できる。この位置に発光素子を配置すると、発光素子の損傷が少なく、又カフの組み立てが簡単である。

また、上記カフにおいて、前記カフの外部で散乱した散乱光を前記袋体を通して受光する受光素子を前記基体と前記袋体との間にさらに有し、前記袋体の少なくとも一部が、前記受光素子が受光する散乱光に対して透明又は半透明であることが望ましい。

上記のように、カフの外部で散乱した散乱光を袋体を通して受光する、即ち、被検体の一部で散乱された散乱光を受光する受光素子を袋体と基体との間にさらに有し、袋体を被検体の一部で散乱した散乱光に対して透明又は半透明とすることにより、押圧した被検体の一部の、例えば動脈で散乱した散乱光を効率よく受光することができるので、被検体の押圧時の動脈の脈波や血液の流速あるいは血流量を高精度に測定することができる。例えば、血圧などを高精度に測定できる。この位置に受光素子を配置すると、受光素子の損傷が少なく、又カフの組み立てが簡単である。

また、上記カフにおいて、前記袋体の前記基体と反対側の面上に配置され前記カフの外部に向けて出射する光を発光する発光素子をさらに有することが望ましい。

上記のように、カフの外部に向けて出射する光、即ち、袋体が接触する被検体の一部に光を照射する発光素子を袋体の表面にさらに有することにより、押圧した被検体の一部に光を直接照射することができるので、押圧した被検体の一部に照射された光のうち、例えば動脈で散乱した散乱光を受光することにより、生体押圧時の動脈の脈波や血液の流速あるいは血流量を高精度に測定することができ、例えば血圧などを高精度に測定できる。また、この位置に発光素子を配置すると、カフの組み立てが簡単である。

また、上記カフにおいて、前記袋体の前記基体と反対側の面上に配置され前記カフの外部で散乱した散乱光を受光する受光素子をさらに有することが望ましい。

上記のように、カフの外部で散乱した散乱光を受光する、即ち、被検体の一部で散乱された散乱光を受光する受光素子を袋体の表面にさらに有することにより、押圧した被検体の一部の、例えば動脈で散乱した散乱光を直接受光することができるので、被検体の押圧時の動脈の脈波や血液の流速あるいは血流量を高精度に測定することができる。例えば、血圧などを高精度に測定できる。また、この位置に受光素子を配置すると、カフの組み立てが簡単である。

また、上記カフにおいて、前記袋体の前記基体と反対側の面の内部に埋め込まれ前記カフの外部に向けて出射する光を発光する発光素子をさらに有することが望ましい。

上記のように、カフの外部に向けて出射する光、即ち、袋体が接触する被検体の一部に光を照射する発光素子を袋体の表面に埋め込むことにより、押圧した被検体の一部に光を直接照射することができるので、押圧した生体の一部に照射された光のうち、例えば動脈で散乱した散乱光を受光することにより、生体押圧時の動脈の脈波や血液の流速あるいは血流量を高精度に測定することができ、例えば血圧などを高精度に測定できる。また、この位置に発光素子を配置すると、発光素子が生体に当たることによる不快感を軽減させることができる。

また、上記カフにおいて、前記袋体の前記基体と反対側の面の内部に埋め込まれ前記カフの外部で散乱した散乱光を受光する受光素子をさらに有することが望ましい。

上記のように、カフの外部で散乱した散乱光を受光する、即ち、被検体の一部で散乱された散乱光を受光する受光素子を袋体の表面に埋め込むことにより、押圧した被検体の一部の、例えば動脈で散乱した散乱光を直接受光することができるので、被検体の押圧時の動脈の脈波や血液の流速あるいは血流量を高精度に測定することができる。例えば、血圧などを高精度に測定できる。また、この位置に受光素子を配置すると、受光素子が生体に当たることによる不快感を軽減させることができる。

また、上記カフにおいて、前記袋体の内部側で前記基体と対向する面上に配置され前記袋体を通して前記カフの外部に向けて出射する光を発光する発光素子をさらに有し、前記袋体の一部が前記発光素子の発光する光に対して透明又は半透明であることが望ましい。

上記のように、袋体を通して袋体の内部から外部に向けて出射する光、即ち、袋体が接触する被検体の一部に光を照射する発光素子を袋体の内部表面にさらに有し、袋体の一部を発光素子の照射する光に対して透明又は半透明とすることにより、押圧した被検体の一部に光を効率よく照射することができるので、押圧した被検体の一部に照射された光のうち、例えば動脈で散乱した散乱光を受光することにより、生体押圧時の前記動脈の脈波や血液の流速あるいは血流量を高精度に測定することができ、例えば血圧などを高精度に測定できる。

また、上記カフにおいて、前記袋体の内部側で前記基体と対向する面上に配置され前記カフの外部で散乱した散乱光を前記袋体を通して受光する受光素子をさらに有し、前記袋体の一部が前記受光素子が受光する散乱光に対して透明又は半透明であることが望ましい。

上記のように、前記カフの外部で散乱した散乱光を袋体を通して受光する、即ち、被検体の一部で散乱された散乱光を受光する受光素子を袋体の内部表面にさらに有し、袋体を被検体の一部で散乱した散乱光に対して透明又は半透明とすることにより、押圧した被検体の一部の、例えば動脈で散乱した散乱光を効率よく受光することができるので、被検体の押圧時の動脈の脈波や血液の流速あるいは血流量を高精度に測定することができる。例えば、血圧などを高精度に測定できる。

本発明に係るカフによれば、被検体が微小であっても、被検体との密着がよくカフ内部の圧力と略同じ圧力で被検体の広範囲を等圧に押圧することが可能である。

以下に、本発明に係るカフについて実施形態を示して詳細に説明するが、本発明は、以下の記載に限定して解釈されない。なお、添付の図面には、発光素子、受光素子等の電子部品を駆動させるための電気・電子回路、空気ポンプ等、カフを駆動させるためのものは記載していない。

（第１実施形態）
図１に、本実施形態に係るカフの概略構成図を示す。本実施形態に係るカフ６０は、非伸縮部材からなる基体２０と、基体２０の面上に配置され伸縮部材からなる袋体２１と、袋体２１の内部に空気を供給する空気供給パイプ２２と、を有する。また、上記の他に、例えば、カフ６０を血圧計に適用する場合には、袋体２１の内部の押圧力５０を計測する圧力計（不図示）と、該圧力計に袋体２１の内部の押圧力５０を伝達させる圧力伝達パイプ（不図示）と、を有していてもよい。

基体２０は、プラスチック、金属等の非伸縮部材からなる。この基体２０には、例えば、平板を適用することができるが、後に説明する袋体２１の配置面が、平面形状又は曲面形状であることが望ましい。基体２０の面上を平面形状又は曲面形状とすることにより、袋体２１を基体２０に固定し易いためである。

袋体２１は、基体２０の面上に配置されている。この袋体２１は、基体２０と袋体２１との接触部で溶着、接着等の方法により固定されている。また、袋体２１は、シリコーン樹脂、天然ゴム、ブチルゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルなどの汎用プラスチック材料、あるいはそれらの共重合体等の伸縮性を有する材料を適用することができる。これらの材料は、伸縮性が良好で、被検体としての生体１０との密着性がよい。

ここで、図２から図４に、袋体の別形態を示した概略構成図を示す。袋体２１は、図１に示すように、１枚の材料を引き伸ばして袋状にしたものも適用できるが、図２に示すように２枚の平面状の伸縮部材２７ａ、２７ｂの周縁が張り合わされて形成されているものも含む。このように、２枚の平面状の伸縮部材２７ａ、２７ｂの周縁を張り合わせて袋体を形成することで、袋体２８の膨張率は張り合わせた面に垂直な方向が高くなるため、被検体としての生体１０の押圧部分３３に圧力を集中させることができる。

また、袋体２１は、図３に示すように、袋体２１の表面を袋体２１の膨張を制限する非伸縮性部材からなる外被覆２９で覆ったものも含む。このように、袋体２１の表面を外被覆２９で覆って膨張を制限することで、袋体２１が広がることなく、被検体としての生体１０の押圧部分３３に圧力を集中させることができる。外被覆２９は、例えば、不織布をポリマーでコートした気密性のある布または紙等を適用することができる。

また、図１に示す袋体２１は、基体２０と反対側の面３２の伸縮率が袋体２１の他の部分の伸縮率よりも小さくしたものも含む。袋体２１の基体２０と反対側の面３２の伸縮率を他の部分の伸縮率よりも小さくすることにより、袋体２１の内部の押圧力５０が増減しても被検体としての生体１０の押圧部分３３の形状変化が少ないので、袋体２１の内部の押圧力５０の急変がなく例えば、血圧計測時のノイズの発生が少ない。そして、被検体としての生体１０を均等に押圧することができる。

また、袋体２１は、図４に示すように、基体２０と反対側の面３２の厚さが袋体２１の他の部分の厚さよりも厚くしたものも含む。袋体２１の基体２０と反対側の面３２の厚さを他の部分の厚さよりも厚くすることにより、袋体２１の内部の押圧力５０が増減しても被検体としての生体１０の押圧部分３３の形状変化が少ないので、袋体２１の内部の押圧力５０の急変がなく例えば、血圧計測時のノイズの発生が少ない。そして、被検体としての生体１０を均等に押圧することができる。

また、図１に示す袋体２１は、基体２０と反対側の面３２を形成する材料の伸縮性を袋体２１の他の部分を形成する材料の伸縮性よりも低くしたものも含む。袋体２１の基体２０と反対側の面３２を形成する材料の伸縮性を他の部分を形成する材料の伸縮性よりも低くすることにより、袋体２１の内部の押圧力５０が増減しても被検体としての生体１０の押圧部分３３の形状変化が少ないので、袋体２１の内部の押圧力５０の急変がなく例えば、血圧計測時のノイズの発生が少ない。そして、被検体としての生体１０を均等に押圧することができる。

図１に示す空気供給パイプ２２は、袋体２１の内部へ空気を供給し、袋体２１を膨張させる。また、袋体２１の内部から空気を排気して袋体２１を収縮させる場合もある。本実施形態では、空気供給パイプ２２は、基体２０の袋体２１と反対側の面に設けられているが、基体２０と同じ側の面上に設けてもよいし、また、基体２０の内部を掘り貫いて空気供給パイプとしてもよい。基体２０とは離れて、袋体２１に直接空気を供給する構造でもよい。いずれも空気供給パイプとして機能する。

以上説明したように、袋体２１は、空気供給パイプ２２からの空気供給により膨張し、被検体としての生体１０を押圧する。その際に、袋体２１が伸縮部材からなるため、被検体としての生体１０の一部に密着して生体１０を均一に押圧することができる。そのため、例えば被検体としての生体１０の外耳の耳珠等の比較的小さい生体１０の部位でも血圧などの測定を可能とする。

ここで、図５に、図１に示すカフ６０の別の実施形態を示す。本実施形態に係るカフ６４は、非伸縮部材からなる基体２０と、基体２０上に１の面３５が開放されるように形成された枠体３０と、基体２０の面上で枠体３０の内側に配置され伸縮部材からなる袋体２１と、袋体２１の内部に空気を供給する空気供給パイプ２２と、を有する。なお、カフ６４において、基体２０、袋体２１、空気供給パイプ２２については、図１から図４において説明したものと同一である。そのため、袋体２１は、空気供給パイプ２２からの空気供給により膨張するが、後に説明するように、本実施の形態では、袋体２１は、枠体３０の開放された１の面３５からせり出すように膨張することとなる。

枠体３０は、基体２０の面上に配置されており、袋体２１の膨張を抑制する。そのため、枠体３０の内周は袋体２１の膨張を抑制できるだけの大きさとする。また、枠体３０は袋体２１の膨張を抑制するため、プラスチック、金属等の非伸縮性材料を適用することができる。また、図５に示す形態では、枠体３０と基体２０とが一体化されているが、当然に基体２０上に別途枠体３０を配置することとしてもよい。

また、枠体３０は、袋体２１の外周を囲っていれば、枠体の形状は問わない。例えば、基体２０上に４つの平板を袋体２１を囲うように配置したものであってもよいが、枠体３０の開放された１の面３５が円形又は楕円形であることが望ましい。

枠体３０の開放された１の面３５の外形を円形又は楕円形とすることにより、四角形などの角型に比べて、被検体としての生体１０の押圧部分３３に押圧力５０を均等にかけることができる。また、生体１０の押圧部分３３の動脈に対する位置ずれの許容度が大きい。さらに、後述する発光素子により袋体２１を通して被検体へ光を照射する場合に発光素子からの光の放射パターンの断面が円形又は楕円形であるため生体１０の押圧部分３３の等圧分布と一致させやすく測定精度を高めやすい。また、角が無いために繰り返し膨張伸縮にともなう袋体２１の損傷を抑えることができる。

図５に示すように、非伸縮部材からなる基体２０に伸縮部材からなる袋体２１を配置することで、被検体としての生体１０の一部に密着して生体１０を均一に押圧することができることに加え、袋体２１の周囲を枠体３０で囲うことによって袋体２１の膨張時に袋体２１が基体２０の面に平行な方向に広がることを抑制することができる。そのため、枠体３０の開放された１の面３５に垂直な方向にのみ袋体２１の膨張方向が限られるため、生体１０の押圧部分３３に圧力を集中させることができる。そのため、例えば被検体としての生体１０の外耳の耳珠等の比較的小さい生体１０の部位でも効果的に押圧して血圧などを高精度に測定することができる。

ここで、本実施形態に係るカフ６０の使用方法について図１を参照して説明する。被検体としての生体１０の、例えば血圧を計測する場合について説明する。まず、本実施形態に係るカフ６０を被検体としての生体１０の血圧を測定する部位に配置する。この状態では、袋体２１は収縮している。なお、図５に示すカフ６４の使用方法についても以下に説明する方法と同様の方法により使用することができる。

この状態から、空気供給パイプ２２により袋体２１の内部へ空気を供給する。袋体２１は、空気供給により膨張し生体１０と接触して、さらに膨張すると生体１０を押圧する。生体１０の血圧を測定する場合、生体１０の内部の動脈の心臓の鼓動に応じた脈動を消失させるまで、生体１０を押圧する。

その後、動脈の脈波を停止させた状態から、空気供給パイプ２２により袋体２１の内部の空気を排気して生体１０への押圧力５０を減少させる。生体１０への押圧力５０をある一定値まで減少させると、血管あるいは血管の中の血球は心臓の鼓動に応じて脈動を開始し、さらなる押圧力５０の減少と共に脈動が変化する。この脈動の変化と押圧力５０との関係により血圧を測定することができる。例えば、脈動は、不図示のマイクロフォンにより音響的に検出してもよいし、不図示の発光素子、受光素子により脈波を光のドップラー効果により検出してもよい。押圧力５０は、袋体２１に取り付けられ袋体２１の内部の圧力を伝達する不図示の圧力伝達パイプにより伝達させて、袋体２１の外部で不図示の圧力計により検出することとする。

なお、ここでは袋体２１の押圧力５０を減少させる過程で血圧を測定しているが、袋体２１が膨張する過程における、脈波と押圧力５０との関係から血圧を測定することとしてもよい。即ち、空気供給パイプ２２による袋体２１の内部への空気供給により袋体２１が生体１０に接触して押圧する場合に、ある一定値を超えると生体１０の動脈の脈波が変化し、その後、消失する。この脈動の変化・消失及び押圧力５０を検出することにより血圧を計測することができる。

さらに袋体２１の内部の空気を排気して最初の状態に戻して血圧の測定を終了する。

（第２実施形態）
図６に、本実施形態に係るカフの概略構成図を示す。本実施形態に係るカフ６５は、第１実施形態で説明したカフに発光素子２５又は受光素子２６をさらに設けた形態である。そのため、袋体２３、空気供給パイプ２２の説明は省略する。また、図６では、上側のカフ６５ａと下側のカフ６５ｂとをＵ字型アーム３１に設置し、被検体としての生体の外耳の耳珠５により生体情報を計測する生体情報計測器を構成している。また、本実施形態では、図５に示す基体２０と枠体３０とを結合して筺体２４とした。即ち、筺体２４の筺底３６が図５に示す基体２０に対応し、筺体２４の側壁３７が図５に示す枠体３０に対応する。なお、本実施形態では、基体２０と枠体３０とを結合した筺体２４を適用したカフを用いているが、図１に示す基体２０のみのカフであってもよいし、図５に示す基体２０と枠体３０とを備えたカフであってもよい。

本実施形態に係るカフ６５ｂでは、袋体２３ｂの内部側で筺体２４ｂと対向する面上に配置され袋体２３ｂを通してカフ６５ｂの外部に向けて出射する照射光４１を発光する発光素子２５をさらに有する。そして、袋体２３ｂの少なくとも一部が、発光素子２５の発光する照射光４１に対して透明又は半透明である。

袋体２３ｂを通して袋体２３ｂの内部から外部に向けて出射する照射光４１、即ち、袋体２３ｂが接触する被検体としての耳珠５の一部に光を照射する発光素子２５を袋体２３ｂの内部側で筺体２４ｂと対向する面上にさらに有し、袋体２３ｂの一部を発光素子２５の照射光４１に対して透明又は半透明とすることにより、押圧した耳珠５の一部に光を効率よく照射することができるので、押圧した耳珠５の一部への照射光４１のうち、例えば動脈で散乱した散乱光を受光することにより、耳珠５で押圧時の前記動脈の脈波や血液の流速あるいは血流量を高精度に測定することができ、例えば血圧などを高精度に測定できる。

また、図６に示す本実施形態に係るカフ６５ａでは、袋体２３ａの内部側で筺体２４ａと対向する面上に配置されカフ６５ａの外部で散乱した散乱光４２を袋体２３ａを通して受光する受光素子２６をさらに有する。そして、袋体２３ａの少なくとも一部が、受光素子２６が受光する散乱光４２に対して透明又は半透明である。

カフ６５ａの外部で散乱した散乱光４２を袋体２３ａを通して受光する、即ち、被検体としての耳珠５の一部で散乱された散乱光４２を受光する受光素子２６を袋体２３ａの内部側で筺体２４ａと対向する面上にさらに有し、袋体２３ａを耳珠５の一部で散乱した散乱光４２に対して透明又は半透明とすることにより、押圧した耳珠５の一部の、例えば動脈で散乱した散乱光４２を効率よく受光することができるので耳珠５で押圧時の動脈の脈波や血液の流速あるいは血流量を高精度に測定することができる。例えば、血圧などを高精度に測定できる。

なお、発光素子２５及び受光素子２６を同一部分に配置することとしてもよい。ここで、図１０にカフの別形態を示した概略構成図を示す。図１０に示す形態のカフ６９は、図６に示す発光素子２５及び受光素子２６を袋体２３ｂの内部側で筺体２４ｂと対向する面上に配置した形態のものである。図１０に示すように同一のカフ６９ｂに発光素子２５及び受光素子２６を備えることで、図６で説明したカフ６５ａ、６５ｂの効果、即ち、例えば、血圧などを高精度に測定できる効果に加え、他方のカフ６９ａに発光素子２５及び受光素子２６を駆動させるための電気回路等を配置する必要がなくなり、カフ６９ａとカフ６９ｂとで構成された生体情報計測器のコンパクト化を図れる。

また、図７に、カフの別形態を示した概略構成図を示す。本実施形態に係るカフ６６は、第１実施形態で説明したカフに発光素子２５又は受光素子２６をさらに設けた形態である。そのため、筺体２４、袋体２３、空気供給パイプ２２の説明は省略する。また、図７では、上側のカフ６６ａと下側のカフ６６ｂとをＵ字型アーム３１に設置し、被検体としての生体の外耳の耳珠５により生体情報を計測する生体情報計測器を構成している。本実施形態に係るカフ６６ｂは、袋体２３ｂを通してカフ６６ｂの内部から外部に向けて出射する照射光４１を発光する発光素子２５を筺体２４ｂと袋体２３ｂとの間にさらに有する。そして、袋体２３ｂの少なくとも一部が、発光素子２５の発光する照射光４１に対して透明又は半透明である。

このようなカフ６６ｂでは、図６に示すカフ６５ｂにおいて説明したように、上記のように例えば血圧などを高精度に測定できる効果に加え、この位置に発光素子２５を配置すると、発光素子２５の損傷が少なく、又カフ６６ｂの組み立てが簡単である。

また、図７に示す本実施形態に係るカフ６６ａは、カフ６６ａの外部で散乱した散乱光４２を袋体２３ａを通して受光する受光素子２６を筺体２４ａと袋体２３ａとの間にさらに有する。そして、袋体２３ａの少なくとも一部が、受光素子２６が受光する散乱光４２に対して透明又は半透明である。

このようなカフ６６ａでは、図６に示すカフ６５ａにおいて説明したように、例えば血圧などを高精度に測定できる効果に加え、この位置に受光素子２６を配置すると、受光素子２６の損傷が少なく、又カフ６６ａの組み立てが簡単である。

なお、発光素子２５及び受光素子２６を同一部分に配置することとしてもよい。ここで、図１１にカフの別形態を示した概略構成図を示す。図１１に示す形態のカフ７０ｂは、図７に示す発光素子２５及び受光素子２６を筺体２４ｂと袋体２３ｂとの間に有する形態のものである。図１１に示すように同一のカフ７０ｂに発光素子２５及び受光素子２６を備えることで、図７で説明したカフ６６ａ、６６ｂの効果、即ち、例えば、血圧などを高精度に測定できる効果、発光素子２５及び受光素子２６の損傷が少ない効果並びにカフの組み立てが簡単である効果に加え、他方のカフ７０ａに発光素子２５及び受光素子２６を駆動させるための電気回路等を配置する必要がなくなり、カフ７０ａとカフ７０ｂとで構成された生体情報計測器のコンパクト化を図れる。

また、図８に、カフの別形態を示した概略構成図を示す。本実施形態に係るカフ６７は、第１実施形態で説明したカフに発光素子２５又は受光素子２６をさらに設けた形態である。そのため、筺体２４、袋体２３、空気供給パイプ２２の説明は省略する。また、図８では、上側のカフ６７ａと下側のカフ６７ｂとをＵ字型アーム３１に設置し、被検体としての生体の外耳の耳珠５により生体情報を計測する生体情報計測器を構成している。本実施形態に係るカフ６７ｂでは、袋体２３ｂの筺体２４ｂと反対側の面上に配置され、カフ６７ｂの外部に向けて出射する照射光４１を発光する発光素子２５をさらに有する。

このように発光素子２５を有するカフ６７ｂでは、カフ６７ｂの外部に向けて出射する光、即ち、袋体２３ｂが接触する被検体としての耳珠５の一部に光を照射する発光素子２５を袋体２３ｂの表面にさらに有することにより、押圧した被検体としての耳珠５の一部に照射光４１を直接照射することができるので、押圧した被検体としての耳珠５の一部への照射光４１のうち、例えば動脈で散乱した散乱光を受光することにより、耳珠５で押圧時の動脈の脈波や血液の流速あるいは血流量を高精度に測定することができ、例えば血圧などを高精度に測定できる。また、この位置に発光素子２５を配置すると、カフ６７ｂの組み立てが簡単である。

また、図８に示す本実施形態に係るカフ６７ａは、袋体２３ａの筺体２４ａと反対側の面上に配置され、カフ６７ａの外部で散乱した散乱光４２を受光する受光素子２６をさらに有する。

カフ６７ａの外部で散乱した散乱光４２を袋体２３ａを通して受光する、即ち、被検体としての耳珠５の一部で散乱された散乱光４２を受光する受光素子２６を袋体２３ａの表面にさらに有することにより、押圧した被検体としての耳珠５の一部の、例えば動脈で散乱した散乱光４２を直接受光することができるので、被検体としての耳珠５で押圧時の動脈の脈波や血液の流速あるいは血流量を高精度に測定することができる。例えば、血圧などを高精度に測定できる。また、この位置に受光素子２６を配置すると、カフ６７ａの組み立てが簡単である。

なお、発光素子２５及び受光素子２６を同一部分に配置することとしてもよい。ここで、図１２にカフの別形態を示した概略構成図を示す。図１２に示す形態のカフ７１ｂは、図８に示す発光素子２５及び受光素子２６を袋体２３ｂの筺体２４ｂと反対側の面上に配置した形態のものである。図１２に示すように同一のカフ７１ｂに発光素子２５及び受光素子２６を備えることで、図８で説明したカフの効果、即ち、例えば、血圧などを高精度に測定できる効果及びカフの組み立てが簡単である効果に加え、他方のカフ７１ａに発光素子２５及び受光素子２６を駆動させるための電気回路等を配置する必要がなくなり、カフ７１ａとカフ７１ｂとで構成された生体情報計測器のコンパクト化を図れる。

また、図９に、カフの別形態を示した概略構成図を示す。本実施形態に係るカフ６８は、第１実施形態で説明したカフに発光素子２５又は受光素子２６をさらに設けた形態である。そのため、筺体２４、袋体２３、空気供給パイプ２２の説明は省略する。また、図９では、上側のカフ６８ａと下側のカフ６８ｂとをＵ字型アーム３１に設置し、被検体としての生体の外耳の耳珠５により生体情報を計測する生体情報計測器を構成している。本実施形態に係るカフ６８ｂは、袋体２３ｂの筺体２４ｂと反対側の面の内部に埋め込まれ、カフ６８ｂの外部に向けて出射する照射光４１を発光する発光素子２５をさらに有する。

このようなカフ６８ｂでは、図８に示すカフ６７ｂにおいて説明したように例えば血圧などを高精度に測定できる効果に加え、この位置に発光素子２５を配置すると、発光素子２５が耳珠５に当たることによる不快感を軽減させることができる。

また、図９に示す本実施形態に係るカフ６８ａは、袋体２３ａの筺体２４ａと反対側の面の内部に埋め込まれ、カフ６８ａの外部で散乱した散乱光４２を受光する受光素子２６をさらに有する。

このようなカフ６８ａでは、図８に示すカフ６７ａにおいて説明したように例えば血圧などを高精度に測定できる効果に加え、この位置に受光素子２６を配置すると、受光素子２６が耳珠５に当たることによる不快感を軽減させることができる。

なお、発光素子２５及び受光素子２６を同一部分に配置することとしてもよい。ここで、図１３にカフの別形態を示した概略構成図を示す。図１３に示す形態のカフ７２ｂは、図９に示す発光素子２５及び受光素子２６を袋体２３ｂの筺体２４ｂと反対側の面の内部に埋め込んだ形態のものである。図１３に示すように同一のカフ７２ｂに発光素子２５及び受光素子２６を備えることで、図９で説明したカフの効果、即ち、例えば、血圧などを高精度に測定できる効果及び発光素子２５・受光素子２６が耳珠５に当たることによる不快感を軽減させることができる効果に加え、他方のカフ７２ａに発光素子２５及び受光素子２６を駆動させるための電気回路等を配置する必要がなくなり、カフ７２ａとカフ７２ｂとで構成された生体情報計測器のコンパクト化を図れる。

ここで、本実施形態のカフの使用方法について図６、図１０を参照して説明する。ここでは、まず図６に示したカフ６５ａとカフ６５ｂとで血圧測定器を構成した場合について説明する。なお、図７から図９に示したカフについては、図６において説明する使用方法と同様の方法により使用することができる。また、図１１から図１３に示したカフについては、図１０において説明する使用方法と同様の方法により使用することができる。

まず、本実施形態に係るカフ６５ａとカフ６５ｂとの間に、被検体としての生体の血圧を測定する部位、例えば外耳の耳珠５を配置する。この状態では、袋体２３ａ、２３ｂは収縮している。

この状態から、空気供給パイプ２２により袋体２３ａ、２３ｂの内部へ空気を供給する。袋体２３ａ、２３ｂは共に、空気供給により膨張し耳珠５と接触して、さらに膨張して耳珠５を押圧する。耳珠５の血圧を測定する場合、耳珠５の内部の動脈の心臓の鼓動に応じた脈動を消失させるまで、耳珠５を押圧する。

動脈の心臓の鼓動に応じた脈動を停止させた状態で、耳珠５に向けて発光素子２５から照射光４１を照射する。照射光４１は耳珠５内の血管あるいは血管の中の血球により散乱される。そして、散乱光４２として受光素子２６によって受光される。

次に、空気供給パイプ２２から空気を排出して押圧力５２を徐々に低下させる。ここで、押圧力５２が一定値を下回ると、耳珠５内の血管あるいは血管の中の血球は心臓の鼓動に応じて脈動を開始する。散乱光４２はこの脈動に対応した強度の変化あるいはドップラー効果による光周波数の変化を受けて耳珠５を透過して受光素子２６により受光される。従って、受光素子２６により受光された散乱光４２を光電気変換することにより、血管あるいは血管の中の血球の脈動に対応する脈波が検出される。脈波を検出する過程において、袋体２３ａ、２３ｂの内部の押圧力５２を不図示の圧力伝達パイプによって不図示の圧力計に伝達し、該圧力計によって袋体２３ａ、２３ｂの内部の押圧力５２をモニタする。そして脈波の変化と袋体２３ａ、２３ｂの内部の押圧力５２との関係により血圧を計測することができる。

ここでは袋体２３ａ、２３ｂの押圧力５２を減少させる過程で血圧を測定しているが、袋体２３ａ、２３ｂが膨張する過程における、脈動と押圧力５２との関係から血圧を測定することとしてもよい。即ち、空気供給パイプ２２による袋体２３ａ、２３ｂの内部への空気供給により袋体２３ａ、２３ｂが耳珠５に接触して押圧する場合に、押圧する過程において耳珠５の動脈の心臓の鼓動に応じた脈動が変化し、その後、押圧力５２がある一定値を超えると消失する。この脈波の変化及び消失と袋体２３ａ、２３ｂの内部の押圧力５２を検出することにより血圧を計測することができる。

そして、袋体２３ａ、２３ｂの内部の空気を排気して最初の状態に戻して血圧の測定を終了する。なお、発光素子２５での照射光４１が被検体としての生体の耳珠５を透過して散乱光４２として受光素子２６に受光されることから、この検出系を透過型脈波検出系と呼ぶこととする。

一方、動脈の心臓の鼓動に応じた脈動を停止させた状態で、図１０に示す発光素子２５から照射光４１を照射することとしてもよい。この場合、照射光４１は耳珠５内の血管あるいは血管の中の血球により反射して散乱される。そして、散乱光４２が受光素子２６によって受光される。

そして、空気供給パイプ２２から空気を排出して押圧力５２を徐々に低下させる。ここで、押圧力５２が一定値を下回ると、耳珠５内の血管あるいは血管の中の血球は心臓の鼓動に応じて脈動を開始する。散乱光４２はこの脈動に対応した強度の変化あるいはドップラー効果による光周波数の変化を受けて受光素子２６により受光される。従って、受光素子２６より受光された散乱光４２を光電気変換することにより、血管あるいは血管の中の血球の脈動に対応する脈波が検出される。脈波を検出する過程において、袋体２３ａ、２３ｂの内部の押圧力５２を不図示の圧力伝達パイプによって不図示の圧力計に伝達し、該圧力計によって袋体２３ａ、２３ｂの内部の押圧力５２をモニタする。そして脈波の変化と袋体２３ａ、２３ｂの内部の押圧力５２との関係により血圧を計測することができる。

また、ここでは袋体２３ａ、２３ｂの押圧力５２を減少させる過程で血圧を測定しているが、袋体２３ａ、２３ｂが膨張する過程における、脈動と押圧力５２との関係から血圧を測定することとしてもよい。即ち、空気供給パイプ２２による袋体２３ａ、２３ｂの内部への空気供給により袋体２３ａ、２３ｂが耳珠５に接触して押圧する場合に、押圧する過程において耳珠５の動脈の心臓の鼓動に応じた脈動が変化し、その後、押圧力５２がある一定値を超えると消失する。この脈波の変化及び消失と袋体２３ａ、２３ｂの内部の押圧力５２を検出することにより血圧を計測することができる。

そして、袋体２３ａ、２３ｂの内部の空気を排気して最初の状態に戻して血圧の測定を終了する。なお、発光素子２５での照射光４１が被検体としての生体の耳珠５で反射して散乱光４２として受光素子２６に受光されることから、この検出系を反射型脈波検出系と呼ぶこととする。

上記のように、本実施形態のカフによる血圧計測方法では、反射型脈波検出系或いは透過型脈波検出系のいずれの場合でも脈波を検出可能であり、従来の血管あるいは血液の脈動を音響的に検出する場合に比べて、高精度に脈波を検出することができる。

なお、図６〜図９に示す形態は、透過型脈波検出系を構成するため、図６〜図９に示す発光素子２５の配置位置はそれぞれ入れ替えてもよい。また、受光素子２６の配置位置についてもそれぞれ入れ替えてもよい。また、図６〜図９に示す各形態について、発光素子２５及び受光素子２６は、当然に入れ替えてもよい。

また、図１０〜図１３に示す形態は、反射型脈波検出系を構成するため、図１０〜図１３に示す発光素子２５の配置位置はそれぞれ入れ替えてもよい。また、受光素子２６の配置位置についてもそれぞれ入れ替えてもよい。また、図１０〜図１３に示す各形態について、発光素子２５及び受光素子２６は、当然に入れ替えてもよい。

本発明のカフは、生体の小さい部位にも装着することができるので、美容施設あるいは娯楽施設においても、血圧計等の生体情報計測装置に利用することができる。

カフの１実施形態を示す概略構成図である。 袋体の別形態を示した概略構成図である。 袋体の別形態を示した概略構成図である。 袋体の別形態を示した概略構成図である。 カフの別の実施形態を示した概略構成図である。 カフの１実施形態を示す概略構成図である。 カフの１実施形態を示す概略構成図である。 カフの１実施形態を示す概略構成図である。 カフの１実施形態を示す概略構成図である。 カフの１実施形態を示す概略構成図である。 カフの１実施形態を示す概略構成図である。 カフの１実施形態を示す概略構成図である。 カフの１実施形態を示す概略構成図である。

符号の説明

５：耳珠，１０：生体
２０：基体
２１、２３、２８：袋体
２２：空気供給パイプ，２４：筺体，２５：発光素子，２６：受光素子
２７：伸縮部材，２９：外被覆
３０：枠体
３１：Ｕ字型アーム
３２：面，３３、３４：押圧部分，３５：開放された１の面
３６：筺底，３７：側壁
４１：照射光
４２：散乱光
５０、５２：押圧力
６０−７２：カフ

Claims (17)

1. 非伸縮部材からなる基体と、該基体の面上に配置され伸縮部材からなる袋体と、該袋体の内部に空気を供給する空気供給パイプと、を有するカフであって、
   前記袋体の内部への前記空気供給パイプからの空気供給により、前記袋体が膨張することを特徴とするカフ。
2. 前記袋体が設けられた前記基体の面上が、平面形状又は曲面形状であることを特徴とする請求項１に記載のカフ。
3. 非伸縮部材からなる基体と、該基体上に１の面が開放されるように形成された枠体と、前記基体の面上で前記枠体の内側に配置され伸縮部材からなる袋体と、該袋体の内部に空気を供給する空気供給パイプと、を有するカフであって、
   前記空気供給パイプからの空気供給により前記袋体の一部が前記開放された１の面からせり出すことを特徴とするカフ。
4. 前記枠体の前記開放された１の面が円形又は楕円形であることを特徴とする請求項３に記載のカフ。
5. 前記袋体は２枚の平面状の伸縮部材の周縁が張り合わされて形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のカフ。
6. 前記袋体の表面が、前記袋体の膨張を制限する非伸縮性部材からなる外被覆で覆われていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のカフ。
7. 前記袋体の前記基体と反対側の面の伸縮率が、前記袋体の他の部分の伸縮率よりも小さいことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のカフ。
8. 前記袋体の前記基体と反対側の面の厚さが、前記袋体の他の部分の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のカフ。
9. 前記袋体の前記基体と反対側の面を形成する材料の伸縮性が、前記袋体の他の部分を形成する材料の伸縮性よりも低いことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のカフ。
10. 前記袋体を通して前記カフの内部から外部に向けて出射する光を発光する発光素子を前記基体と前記袋体との間にさらに有し、前記袋体の少なくとも一部が、前記発光素子の発光する光に対して透明又は半透明であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のカフ。
11. 前記カフの外部で散乱した散乱光を前記袋体を通して受光する受光素子を前記基体と前記袋体との間にさらに有し、前記袋体の少なくとも一部が、前記受光素子が受光する散乱光に対して透明又は半透明であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のカフ。
12. 前記袋体の前記基体と反対側の面上に配置され前記カフの外部に向けて出射する光を発光する発光素子をさらに有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のカフ。
13. 前記袋体の前記基体と反対側の面上に配置され前記カフの外部で散乱した散乱光を受光する受光素子をさらに有することを特徴とする請求項１から９又は１２のいずれか１項に記載のカフ。
14. 前記袋体の前記基体と反対側の面の内部に埋め込まれ前記カフの外部に向けて出射する光を発光する発光素子をさらに有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のカフ。
15. 前記袋体の前記基体と反対側の面の内部に埋め込まれ前記カフの外部で散乱した散乱光を受光する受光素子をさらに有することを特徴とする請求項１から９又は１４のいずれか１項に記載のカフ。
16. 前記袋体の内部側で前記基体と対向する面上に配置され前記袋体を通して前記カフの外部に向けて出射する光を発光する発光素子をさらに有し、前記袋体の一部が前記発光素子の発光する光に対して透明又は半透明であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のカフ。
17. 前記袋体の内部側で前記基体と対向する面上に配置され前記カフの外部で散乱した散乱光を前記袋体を通して受光する受光素子をさらに有し、前記袋体の一部が前記受光素子が受光する散乱光に対して透明又は半透明であることを特徴とする請求項１から９又は１６のいずれか１項に記載のカフ。
    
    

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