JP2006255097A - 血圧計用カフおよび血圧計 - Google Patents

Abstract

【課題】 本来要求される特性を損なうことなく折り畳み可能に構成されたカーラを備えた、血圧計用カフおよび血圧計を提供する。
【解決手段】 局部的な屈曲が可能な屈曲部１６１を有するカーラ１６０を備え、カーラ１６０は屈曲部１６１の外側に位置し、カーラ１６０を血圧測定に適した形状とした状態において屈曲部１６１近傍の外面が当接する当接片１６５が設けられている。屈曲部１６１には、その内周側に溝底が断面円弧状の溝１６２を設ける。
【選択図】 図８

Description

本発明は、生体を圧迫することにより動脈を阻血するための空気袋を備えた血圧計用カフおよびこれを備えた血圧計に関する。

通常、血圧値の測定に際しては、まず、生体内部に位置する動脈を圧迫するための流体袋を内包するカフを生体の表面に巻き付ける。そして、巻き付けた流体袋を加圧し、適宜減圧することによって動脈内に生じる動脈圧脈波を検出する。これによって血圧値の測定が行なわれる。

カフとは、流体袋を有する中空な帯状の構造物であって、生体の一部に巻き付けが可能なものを意味する。カフは、流体袋とこの流体袋を生体に巻き付けるための巻付手段とカフの形状を維持するカーラを含む。人体の手首や上腕に巻き付けられて装着されるカフは、腕帯またはマンシェットと呼ばれることもある。

このようなカフに用いられるカーラとしては、通常、弾性を有する合成樹脂を一体成型したものが用いられる。ところで、時間と場所を問わず血圧測定を行なうために、携帯に適した血圧計の開発が進められている。そのためには、カーラもコンパクトに収納できることが望ましい。これらの課題を解決するため、特許文献１（特開平６−１０５８１３号公報）において折り畳み可能なカフが提案されている。

特許文献１に記載のカフにおいては、カーラの外面に凹溝を設け、この凹溝を設けることでヒンジ部を形成している。ヒンジ部は、カーラを内方へ折り畳み自在とし、かつ、凹溝の側壁を相互に当接することで外側に広がらないようにしている。
特開平６−１０５８１３号公報

特許文献１に記載のカーラにおいては、凹溝の内側面が相互に当接することで、所定の角度以上に外側に広がらないようにしている。この機能を実現するためには、カーラの厚みを、かなり厚いものとしなければならない。

しかし、人体に装着したときに最適な保持力を得るために適したカーラの厚みと、上記のようなヒンジ部を構成するために適したカーラの厚みとは必ずしも一致しない。そのため、ヒンジ部としての機能を確保するためにカーラの厚みを決定すると最適な保持力が得られなかったり、ヒンジ部を設ける位置が制約されたりするという問題があった。

したがって、この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、カーラに本来要求される特性を損なうことなく折り畳み可能に構成されたカーラを備えた、血圧計用カフおよび血圧計を提供することを目的とする。

この発明に基づいた血圧計用カフに従えば、局部的な屈曲が可能な屈曲部を有するカーラを備えた血圧計用カフであって、上記カーラは、上記屈曲部の外側に位置し、上記カーラを血圧測定に適した形状とした状態において上記屈曲部近傍の外面が当接する当接片が設けられている。

この構成によると、屈曲部の外側に当接片を設け、これに屈曲部近傍の外面を当接しているので、この当接片に当接することで屈曲部が外側に広がることを抑制することができる。これにより、屈曲部を開いたときには、血圧測定に適した形状が維持される。また、当接片を設けることで外側への広がりを防止しているので、屈曲部におけるカーラの厚みとは無関係にこの機能を実現することができ、カーラの厚みはカーラ本来の機能上必要とされる特性を得るために最適なものを採用することができる。

上記血圧計用カフにおいて、上記屈曲部は、その内周側に設けられた、上記カーラの周方向と直交する方向に延びる溝を有してもよい。また、その溝の溝底は曲面で構成してもよい。このように構成することにより、カーラを折り畳んだ場合の、屈曲部における応力集中を緩和することができる。

上記血圧計用カフにおいて、上記屈曲部は、上記カーラの周方向の単位長さあたりの面積が、カーラの他の箇所より小さくなるように構成してもよい。屈曲部に開口や切込みなどを設けて屈曲部の面積を小さくすることで、屈曲部の曲げ剛性が小さくなり、容易に屈曲が可能な屈曲部を構成することができる。

上記のような血圧計用カフと、上記流体袋を膨縮させる膨縮部と、上記流体袋内の圧力を検知する圧力検知部と、上記圧力検知部によって検知された圧力情報に基づいて血圧値を算出する血圧値算出部とを備えることにより血圧計を構成することができる。

本発明によると、カーラに本来要求される特性を損なうことなく折り畳み可能に構成されたカーラを備えた、血圧計用カフおよび血圧計を提供することができる。

以下、この発明に基づいた各実施の形態における血圧計用カフおよび血圧計の構造について、図を参照しながら説明する。なお、各実施の形態において、同一または相当箇所については同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さないこととする。

（実施の形態１）
以下に示す実施の形態においては、手首用の血圧計を例示して説明するが、本発明に係る血圧計用カフおよび血圧計は、手首用の血圧計に限らず上腕用の血圧計など、他の形式の血圧計にも適用可能である。

図１は、本発明の実施の形態における血圧計の外観を示す斜視図である。図１に示すように、本発明の実施の形態における血圧計１００は、装置本体１１０とカフ１３０とを備える。装置本体１１０の表面には、表示部１１１と操作部１１２とが配置されており、この装置本体１１０に上述のカフ１３０が取付けられている。

図２は、図１に示す血圧計用カフの内部構造を示す断面図である。図２に示すように、本実施の形態における血圧計用カフ１３０は、布等からなる袋状のカバー体１４０と、このカバー体１４０の内部に配置された空気袋１５０と、カバー体１４０の内部に配置され、装着状態において空気袋１５０の外側に位置し、当該カフを手首に仮装着させるための湾曲弾性のカーラ１６０とを主に備える。これらカバー体１４０、空気袋１５０およびカーラ１６０は、カフ１３０の巻き付け方向（周方向）を長手方向として延在している。

カバー体１４０は、装着状態において内側に位置し、伸縮性に優れた布等からなる内側カバー１４２と、内側カバー１４２よりも外側に位置し、伸縮性に乏しい布等からなる外側カバー１４１とを備えており、これら内側カバー１４２と外側カバー１４１とを重ね合わせてその周縁を縫合することによって袋状に形成されている。カバー体１４０の長手方向の一方端の内周面側には、面ファスナ１５５が設けられており、カバー体１４０の長手方向の他方端の外周面には、上記面ファスナ１５５と係合する面ファスナ１５６が貼り付けられている。これら面ファスナ１５５，１５６は、血圧計１００を手首に安定的に固定するための手段である。

空気袋１５０は、樹脂シートを用いて形成された袋状の部材からなり、内部に膨縮空間を有している。空気袋１５０の内周面は、手首を圧迫するための圧迫作用面として機能する。膨縮空間は、後述する装置本体１１０の血圧測定用エア系１２１と、チューブ１２０を介して接続される（図３参照）。

空気袋１５０の外側には、環状に巻き回されることによって径方向に弾性変形可能に構成されたカーラ１６０が配置されている。カーラ１６０は、空気袋１５０の外表面に図示しない両面テープ等の接着手段によって接着されている。このカーラ１６０は、自身の環状形態を維持するように構成されており、装着状態において空気袋１５０が生体に対してぴったりとフィットするように作用するものである。このカーラ１６０は、十分な弾性力を発現するように、たとえばポリプロピレン等の樹脂部材にて形成される。このカーラ１６０の構造の詳細については後述する。

図３は、本実施の形態における血圧計の構成を示すブロック図である。図３に示すように、装置本体１１０は、上述の空気袋１５０にチューブ１２０を介して空気を供給または排出するための血圧測定用エア系１２１と、血圧測定用エア系１２１に関連して設けられる発振回路１２５、ポンプ駆動回路１２６および弁駆動回路１２７とを含む。これら各構成要素は、空気袋１５０を膨縮させるための膨縮部として機能する。

また、装置本体１１０は、各部を集中的に制御および監視するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）１１３と、ＣＰＵ１１３に所定の動作をさせるプログラムや測定された血圧値などの各種情報を記憶するためのメモリ部１１４と、血圧測定結果を含む各種情報を表示するための表示部１１１と、測定のための各種指示を入力するために操作される操作部１１２と、操作部１１２からの電源ＯＮの指示によりＣＰＵ１１３に電力を供給するための電源部１１５とを含む。ＣＰＵ１１３は、血圧値を算出するための血圧値算出手段として機能する。

血圧測定用エア系１２１は、空気袋１５０内の圧力（以下、「カフ圧」という）を計測するための圧力センサ１２２と、空気袋１５０に空気を供給するためのポンプ１２３と、空気袋１５０の空気を排出しまたは封入するために開閉される弁１２４とを有する。圧力センサ１２２は、カフ圧を検知するための圧力検知手段として機能する。発振回路１２５は、圧力センサ１２２の出力値に応じた発振周波数の信号をＣＰＵ１１３に出力する。ポンプ駆動回路１２６は、ポンプ１２３の駆動をＣＰＵ１１３から与えられる制御信号に基づいて制御する。弁駆動回路１２７は、弁１２４の開閉制御をＣＰＵ１１３から与えられる制御信号に基づいて行なう。

図４は、本実施の形態における血圧計の血圧測定処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートに従うプログラムは、メモリ部１１４に予め記憶されて、ＣＰＵ１１３がメモリ部１１４からこのプログラムを読出し実行することにより血圧測定処理が行なわれる。

図４に示すように、被験者が血圧計１００の操作部１１２の操作ボタンを操作して電源ＯＮすると血圧計１００の初期化がなされる（ステップＳ１０１）。次に、ＣＰＵ１１３は、測定可能状態になると、ポンプ１２３の駆動を開始し、空気袋１５０のカフ圧を徐々に上昇させる（ステップＳ１０２）。徐々に加圧する過程において、血圧測定のための所定レベルにまでカフ圧が達すると、ＣＰＵ１１３はポンプ１２３を停止し、次に閉じていた弁１２４を徐々に開いて、空気袋１５０の空気を徐々に排気し、カフ圧を徐々に減圧させる（ステップＳ１０３）。本実施の形態ではカフ圧の微速減圧過程において血圧を測定する。

次に、ＣＰＵ１１３は公知の手順で血圧（最高血圧値、最低血圧値）を算出する（ステップＳ１０４）。具体的には、カフ圧が徐々に減圧する過程において、ＣＰＵ１１３は発振回路１２５から得られる発振周波数に基づき脈波情報を抽出する。そして、抽出された脈波情報により血圧値を算出する。ステップＳ１０４において血圧値が算出されると、算出された血圧値を表示部１１１に表示する（ステップＳ１０５）。なお、以上において説明した測定方式は、空気袋の減圧時に脈波を検出するいわゆる減圧測定方式に基づいたものであるが、空気袋の加圧時に脈波を検出するいわゆる加圧測定方式を採用することも当然に可能である。

本実施の形態における血圧計１００および血圧計用カフ１３０は、血圧計用カフ１３０内に配置されるカーラ１６０の構造において特徴を有している。以下に、カーラ１６０の構造について図を参照して詳細に説明する。

図５は、本実施の形態におけるカーラの構造を示す正面図であり、図６は、同側面図であり、図７は、屈曲部の構造を示す正面図である。本実施の形態のカーラ１６０は、湾曲した円弧状の断面を有し、その両端部が相互に重なる程度の長さに構成されている。

カーラ１６０には局部的な屈曲が可能な屈曲部１６１が設けられている。この実施の形態では、カーラ１６０の対向する二箇所に屈曲部１６１が設けられている。より詳しくは、カーラ１６０の全長の中央部からそれぞれ９０°の位置に設けられている。このカーラ１６０は、人体の手首の形状に適合するように、断面が楕円形に近い形状とされているが、両屈曲部１６１は、この楕円とその長軸との交点の付近に位置している。

本実施の形態では、二箇所に屈曲部１６１を設ける場合について説明するが、屈曲部１６１を一箇所にのみ設けても良いし、また、三箇所以上に設けても良い。

屈曲部１６１の内周面側には溝１６２が設けられている。この溝１６２は、カーラ１６０の周方向に直交する方向に延び、カーラ１６０の幅の全長に亙る。また、この溝１６２の溝底は曲面で構成されている。具体的には断面円弧状とされている。溝底を構成する曲面は、円弧状に限らず、他の二次曲線であってもよい。溝１６２の両側壁は、図７に示すように、カーラ１６０を開いた状態（血圧測定に適した状態）において、略Ｖ字状となり、カーラ１６０を折り畳んだ状態（収納に適した状態）において、略Ｕ字状となる。

図７を参照してカーラ１６０の寸法の具体例を示すと、本実施の形態では、屈曲部１６１近傍のカーラ１６０の肉厚ｔ₁は、１．０ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下、溝１６２の底部の肉厚ｔ₂は、０．３ｍｍ以上、０．６ｍｍ以下、さらに、溝１６２の底部を構成する円弧の半径は、０．５ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下としている。

ここで、カーラ１６０を折り畳むときの曲げモーメントＭ（ｋｇ・ｍｍ）は、曲げ応力をσ_ｂ（ｋｇ／ｍｍ²）、断面係数をＺ（ｍｍ³）とすると次の式で表される。
Ｍ＝σ_ｂ×Ｚ

このとき、断面係数Ｚは、カーラ１６０の幅をＷ（ｍｍ）、厚みをｔ（ｍｍ）とすると次の式で表される。
Ｚ＝１／６×Ｗ×ｔ²

カーラ１６０の屈曲部１６１の肉厚（溝底の肉厚）を、屈曲部１６１近傍のカーラ１６０の肉厚の１／５とした場合、カーラ１６０の屈曲部１６１を折り畳むときの曲げモーメントは、屈曲部１６１以外を折り曲げる場合の１／２５の大きさとなる。カーラ１６０にこのような溝１６２を有する屈曲部１６１を設けることで、カーラ１６０を容易に折り畳むことができ、また、カーラ１６０を折り畳むときのカーラ１６０の屈曲位置を屈曲部１６１に特定することができる。

また、カーラ１６０の内周面側に溝１６２を設け、その溝底を断面円弧状としたので、カーラ１６０を折り畳んだときには、この溝１６２の溝底全体に圧縮応力が分散して加わる。これにより折り畳み時の屈曲部１６１における応力集中を緩和することができる。

この効果は、本実施の形態とは逆にカーラ１６０の外面に溝を設けた場合と比較するとより明らかとなる。カーラ１６０の外面に溝を設けた場合には、カーラ１６０の内周面の、溝に対応する線状の部分が局部的に折れ曲がり、この部分に圧縮応力が集中する。この場合には、この線状の部分が破損しやすくなる。これに対し、本実施の形態においては、溝１６２をカーラ１６０の内面に設け、その溝底を断面円弧状としているので、カーラ１６０を折り畳んだときにも、屈曲部１６１の溝１６２の底部は、湾曲した曲面の断面形状を維持する。これにより溝底の全体に圧縮応力を分散させることができ、応力集中を回避することができる。その結果、カーラ１６０の強度が向上する。

屈曲部１６１のカーラ１６０の外周側には、カーラ１６０の外面が当接する当接片１６５が設けられている。当接片１６５は、カーラ１６０を成型するときに、同時に一体成型された長方形の板状体である。図６に示すように、当接片１６５は、カーラ１６０の幅方向の中央部に設けられ、カーラ１６０の全幅の半分程度の長さを有している。

当接片１６５は、屈曲部１６１近傍の、屈曲部１６１より中央部１６０ａの側に連結されている。当接片１６５の図５および図６における上端は自由端とされている。当接片１６５の内表面は、屈曲部１６１近傍の、屈曲部１６１より端部１６０ｂの側（当接部１６３）に当接される。この当接片１６５が当接する当接部１６３は平面とされており、カーラ１６０を開いた状態において当接片１６５の内表面と密着する。本実施の形態とは逆に、当接片１６５を端部１６０の側に連結し、中央部１６０ａの側にその内表面を当接するようにしてもよい。

本実施の形態のカーラ１６０においては、二箇所に対向して屈曲部１６１を設けたので、カーラ１６０の屈曲部１６１より端部側１６０ｂをカーラ１６０の内側に折り畳むことができる。

図８は、カーラを折り畳んだ状態を示す断面図である。カーラ１６０を内側に折り畳み可能としたので、カーラ１６０を内蔵するカフ１３０もコンパクトな形状に折り畳むことができる。これにより、血圧計１００を図８に示すような薄型の収納ケース１９１に収納することが可能となり、携帯しやすい血圧計を構成することができる。

本実施の形態においては、カーラ１６０の屈曲部１６１の外側に当接片１６５を設け、この当接片１６５によりカーラ１６０が所定の角度以上に開かないようにすることができる。カーラの外側に溝を設け、溝の内側面を相互に当接するようにした従来のカーラにおいては、カーラの屈曲部における厚みを十分に厚くする必要があるが、この実施の形態のカーラ１６０においてはその必要がない。これにより本実施の形態のカーラ１６０においては、カーラ１６０の本来の機能上必要とされる特性を得るために最適な厚みを採用することができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図面に基づき説明する。図９は、カーラの屈曲部の構造を示す斜視図であり、図１０は同正面図である。

本実施の形態のカーラ１６０においては、屈曲部１６１に、カーラ１６０の幅方向に延びる、長方形の開口部１６８を設け、屈曲部１６１におけるカーラ１６０の周方向の単位長さあたりの面積が、カーラ１６０の他の箇所より小さくなるように構成されている。より具体的には、カーラ１６０の全幅をＷとすると、屈曲部１６１の幅方向の両端に、それぞれＷの１／１０の幅の接続部１６９を残して、中央部にＷの８／１０長さに亙る開口部１６８を設けている。

この開口部１６８を設けた屈曲部１６１を折り畳むときの曲げモーメントを上述の式により計算すると、本実施の形態のカーラ１６０の曲げモーメントは、開口部１６８を設けない場合と比較して１／５となる。これによりカーラ１６０を屈曲部１６１で容易に折り畳むことができ、また、カーラ１６０の屈曲位置を屈曲部１６１に特定することができる。本実施の形態では、屈曲部１６１の接続部１６９の肉厚ｔ₃を、０．８ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下としている。この接続部１６９の幅や肉厚は、カーラ１６０の材質などに応じて種々変更しうる。

屈曲部１６１の外側には、実施の形態１と同様に、当接片１９５が設けられている。この当接片１９５は、開口部１６８の一方の縁部（図９および図１０における下側）に連結されており、開口部１６８の他方の縁部（図９および図１０における上側）の付近の当接部１６３に当接する。これにより、カーラ１６０を開いたときに、カーラ１６０が所定の角度以上に開くことを防止することができる。

本実施の形態においては、幅方向に延びる開口部１６８を設けることで、屈曲部１６１におけるカーラ１６０の周方向の単位長さあたりの面積が、カーラ１６０の他の箇所より小さくなるようにしたが、屈曲部１６１に開口部１６８に代えてカーラ１６０の両側から切れ込みを設けるようにしてもよい。開口部と切れ込みとを両方設けるようにしてもよい。

本実施の形態では、実施の形態１の溝１６２に代えて、開口部１６８を設けたが、溝１６２と開口部１６８とを両方設けるようにしてもよい。すなわち、開口部１６８の両側の接続部１６９に溝１６２を設けるようにしてもよい。

上記二つの実施の形態においては、初期状態（自然状態）でカーラ１６０は開いた状態（血圧測定に適した状態）となり、収納時に屈曲部１６１を屈曲させて折り畳んだ状態とする場合について説明したが、逆に、初期状態で屈曲部１６１が屈曲してカーラ１６０が折り畳まれた状態となるようにカーラ１６０を成型し、人体に装着するときに屈曲部１６１を伸ばしてカーラ１６０を開いた状態とするようにしてもよい。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

この発明に基づいた実施の形態１における血圧計の外観を示す斜視図である。 この発明に基づいた実施の形態１における血圧計用カフの内部構造を示す断面図である。 この発明に基づいた実施の形態１における血圧計の構成を示すブロック図である。 この発明に基づいた実施の形態１における血圧計の血圧測定処理の流れを示すフローチャートである。 この発明に基づいた実施の形態１におけるカーラの構造を示す正面図である。 この発明に基づいた実施の形態１におけるカーラの構造を示す側面図である。 この発明に基づいた実施の形態１における屈曲部の構造を示す正面図である。 この発明に基づいた実施の形態１におけるカーラを折り畳んだ状態を示す断面図である。 この発明に基づいた実施の形態２におけるカーラの屈曲部の構造を示す斜視図である。 この発明に基づいた実施の形態２におけるカーラの屈曲部の構造を示す正面図である。

符号の説明

１００ 血圧計、１１０ 装置本体、１２２ 圧力センサ、１３０ カフ、１６０ カーラ、１６１ 屈曲部、１６２ 溝、１６５ 当接片。

Claims (5)

1. 局部的な屈曲が可能な屈曲部を有するカーラを備えた血圧計用カフであって、
   前記カーラには、前記屈曲部の外側に位置し、前記カーラを血圧測定に適した形状とした状態において前記屈曲部近傍の外面が当接する当接片が設けられている、血圧計用カフ。
2. 前記屈曲部は、その内周側に設けられた、前記カーラの周方向と直交する方向に延びる溝を有する、請求項１に記載の血圧計用カフ。
3. 前記溝の溝底は曲面で構成されている、請求項２に記載の血圧計用カフ。
4. 前記屈曲部は、前記カーラの周方向の単位長さあたりの面積が、カーラの他の箇所より小さくなるように構成されている、請求項１から３のいずれかに記載の血圧計用カフ。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の血圧計用カフと、
   前記流体袋を膨縮させる膨縮部と、
   前記流体袋内の圧力を検知する圧力検知部と、
   前記圧力検知部によって検知された圧力情報に基づいて血圧値を算出する血圧値算出部とを備えた、血圧計。

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