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WO2019003620A1 - 生体情報測定装置及び血圧計 - Google Patents

生体情報測定装置及び血圧計 Download PDF

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WO2019003620A1
WO2019003620A1 PCT/JP2018/017075 JP2018017075W WO2019003620A1 WO 2019003620 A1 WO2019003620 A1 WO 2019003620A1 JP 2018017075 W JP2018017075 W JP 2018017075W WO 2019003620 A1 WO2019003620 A1 WO 2019003620A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
biological information
measuring device
information measuring
air bag
air
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/017075
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康彦 関本
邦夫 ▲樋▼山
夕輝 植屋
Original Assignee
ヤマハ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ヤマハ株式会社 filed Critical ヤマハ株式会社
Publication of WO2019003620A1 publication Critical patent/WO2019003620A1/ja

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers

Definitions

  • the present invention relates to a biological information measuring device and a sphygmomanometer.
  • devices for measuring information of a living body such as blood pressure and pulse wave are used.
  • An apparatus for detecting and the like has been put to practical use.
  • a device that obtains biological information from a blood vessel with a microphone or a light beam is easily affected by disturbances, and there is a possibility that the measurement accuracy may be reduced if a positional deviation between the blood vessel and the device occurs.
  • a device capable of measuring high biological information is desired.
  • a sphygmomanometer is widely known as a device for measuring biological information.
  • a sphygmomanometer in which a cuff attached to a wrist has a pressing plate, and the pressing plate is provided with a plurality of pressure sensors (Japanese Patent Laid-Open No. 2016-158767).
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2016-158767 Japanese Patent Laid-Open No. 2016-158767.
  • the pressing plate presses the wrist, and a plurality of sensors are supposed to be able to detect an arterial pulse pressure wave to measure the blood pressure.
  • This sphygmomanometer suppresses the decrease in measurement accuracy due to the positional deviation between the artery and the sensor by providing a plurality of sensors, and when the subcutaneous artery moves by pressing the wrist, the artery and the plurality of sensors A mechanism is provided to correct the positional relationship properly.
  • the provision of a plurality of sensors and the mechanism may make the blood pressure monitor complicated and expensive.
  • the present invention is a biological information capable of detecting the vibration of the living body surface generated from the measurement object with a simple structure without being affected by the positional relationship with the measurement object and the surrounding noise.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG. It is a schematic cross section which shows arrangement
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a supporting member different from FIGS. 5 and 6;
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of line BB in FIG.
  • FIG. 7 It is the schematic which shows the structure of the sphygmomanometer using the biometric information measuring apparatus which concerns on embodiment different from FIG. It is a schematic cross section which shows the state which wound the biological information measuring apparatus of FIG. 9 in the arm. It is a schematic plan view which shows the state which planarly expanded the biometric information measuring apparatus of FIG. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of line CC in FIG. It is a schematic cross section which shows the structure different from the biometric information measuring device of FIG.
  • the pressure sensor may be a sheet-like piezoelectric sensor.
  • the pressure sensor may be supported so as to be hollow in the air bag.
  • the pressure sensor is a sheet-like piezoelectric sensor, and both sides of the sheet-like piezoelectric sensor in the air bag Preferably, the spaces are in communication with each other, and equal pressure is applied to both surfaces of the piezoelectric sensor.
  • a support member that supports the pressure sensor on the inner surface of the air bag so as to be positioned in the hollow,
  • the support member is a string or a band connecting the piezoelectric sensor to the inner surface of the air bag, or a leg disposed on the inner surface of the air bag to support the piezoelectric sensor, and the band is on both sides thereof It is preferable to have an opening communicating with each other.
  • the pressure sensor may be disposed along the inner wall of the air bag.
  • a flexible top plate is provided on the outer surface of the air bag.
  • the air bag includes piping for pressurizing and depressurizing.
  • a biological information measurement apparatus detects biological vibrations generated on a biological surface by a measurement object. Specifically, the vibration of the living body surface vibrates the gas in the air bladder, and the pressure fluctuation due to the gas vibration is detected by the pressure sensor in the air bladder. Therefore, it is possible to measure biological information with high accuracy without detecting noise generated around the biological information measuring device. Also, since the pressure sensor detects pressure fluctuation in the air bag, it is not necessary to determine the positional relationship between the measurement object and the pressure sensor strictly, and by disposing the air bag at a relatively arbitrary position , Can be measured with high accuracy. Therefore, the biological information measurement device can easily measure biological information with high accuracy while having a simple configuration including an air bladder and a pressure sensor provided in the air bladder.
  • a sphygmomanometer includes a main body and a biological information measuring device, the main body supplies air to the biological information measuring device, and calculates a measurement signal from the biological information measuring device.
  • the living body information measurement device is any one of the living body information measurement devices described above.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a biological information measuring device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the biological information measuring device 1 is disposed in a state in which the air bladder 2 is pressurized on a measurement site on a living body surface such as a person or an animal, and is used to detect vibration generated on the living body surface by the measurement target. .
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the line AA of FIG.
  • the biological information measurement device 1 includes an air bladder 2 and a pressure sensor 3 disposed inside the air bladder 2.
  • Air bag The inside of the air bag 2 is pressurized to atmospheric pressure or more by being supplied with a gas such as air.
  • the supply of the gas may be pressurized by the air supply means at the time of measurement of the biological information, or may be initially pressurized.
  • the shape of the air bag 2 is not particularly limited, and may be plate-like, disk-like or the like.
  • the air bag 5 has an adhesive layer that can be attached to the surface of the living body as an adhesive surface for disposing one surface on a measurement site of the surface of the living body.
  • the adhesive layer is an adhesive layer that can be attached and peeled off several times. By enabling sticking and peeling a plurality of times, it is possible to easily adjust the positional relationship between the biological information measuring device 1 and the object to be measured.
  • the lower surface of the biological information measuring apparatus 1 of FIG. 2 is taken as the adhesive surface
  • the upper surface is taken as the upper surface.
  • the pressure sensor 3 detects the vibration of the living body surface as pressure fluctuation in the air bladder 2.
  • the pressure sensor 3 is not particularly limited as long as it can detect pressure fluctuation.
  • a known microphone, a semiconductor sensor or the like can be used, but it is preferable to use a sheet-like piezoelectric sensor.
  • the vibration on the surface of the living body may be weak, which may make it impossible to perform measurement with high accuracy.
  • a sheet-like piezoelectric sensor downsizing and thinning can be facilitated, and the positional relationship with the object to be measured can be determined relatively gently.
  • the pressure sensor 3 may be supported so as to be hollow in the pressurized air bladder 2 as shown in FIG. 2, or as shown in FIG. It may be disposed along the inner wall of the frame, but is preferably supported by the support member 4 so as to be positioned in the air. By supporting the pressure sensor 3 in the hollow, pressure fluctuation in the air bladder 2 can be detected from multiple directions. When the pressure sensor 3 is a sheet-like piezoelectric sensor, pressure fluctuations can be detected on both the one side and the other side of the sheet-like piezoelectric sensor, so that more accurate measurement can be performed. .
  • the adhesive 5 is raised and applied to a plurality of locations on the back surface of the adhesive surface of the air bag 5 to the same thickness, and the plurality of raised adhesives 5 is used to form a sheet-like piezoelectric sensor. It can also be mounted. By mounting the sheet-like piezoelectric sensor on the plurality of raised adhesives 5, pressure fluctuations can be detected on both sides of the sheet-like piezoelectric sensor.
  • the support member 4 supports the pressure sensor 3 in the hollow in the air bladder 2.
  • 5 to 7 are schematic cross-sectional views of a cross section parallel to the adhesive surface of the air bladder 2 as viewed from the top surface side.
  • the method for supporting the pressure sensor 3 is not particularly limited, and when the pressure sensor 3 is a sheet-like piezoelectric sensor, as shown in FIG.
  • Each side of the piezoelectric sensor and the side wall surface in the air bladder 2 can be connected by a plurality of strings 6.
  • the string 6 has one end joined to the side wall surface in the air bladder 2 by adhesion or the like, and the other end joined to a sheet-like piezoelectric sensor, thereby suspending the sheet-like piezoelectric sensor in the air.
  • the support member 4 is made of an expandable material, the sheet-like piezoelectric sensor can be supported in the hollow even when the air bladder 2 is disposed on the curved living body surface.
  • the support member 4 into a band 7 by using an expandable material as described above, and to place a sheet-like piezoelectric sensor on the band 7.
  • the support member 4 is a band 7
  • the support member 4 is used as the leg 9, and the leg 9 is disposed at any plural places on the back surface of the adhesive surface of the air bag 2 to carry the sheet-like piezoelectric sensor. It is also possible. It is also possible to dispose the leg-like body 9 on the back surface of the adhesive surface of the air bag 2 and the back surface of the top surface to sandwich the sheet-like piezoelectric sensor.
  • the biological information measuring apparatus can set the living body surface vibrating with the measurement object as the measurement site, and therefore can determine the positional relationship with respect to the measurement object under the living body surface relatively slowly, and is easily accurate. Measurement of high vital information.
  • the pressure sensor 3 is a sheet-like piezoelectric sensor
  • the pressure is evenly supported on both sides of the sheet-like piezoelectric sensor in the air bag 2 by supporting the sheet-like piezoelectric sensor in the hollow. It will be in this state. In this state, when vibration is generated from the surface of the living body, the vibration propagates in the pressurized gas in the air bladder, and causes uniform pressure fluctuation on both surfaces of the sheet-like piezoelectric sensor.
  • both sides of the sheet-like piezoelectric sensor detect this pressure fluctuation, more accurate measurement can be performed.
  • noise can be prevented from being mixed, so that it can be relatively strong against disturbances, and by making the piezoelectric sensor into a sheet shape, the positional relationship with respect to the measurement object can be determined more gently. be able to.
  • FIG. 9 shows a sphygmomanometer 10 using a biological information measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • the sphygmomanometer 10 has a main body 11, a biological information measurement device 12, and a tube 13 connecting the main body 11 and the biological information measurement device 12.
  • the main body 11 calculates an air pump for supplying air to the biological information measuring device 12 to pressurize it, an air discharge valve for decompressing the biological information measuring device 12, and a measurement signal sent from the biological information measuring device 12
  • the means for pressurizing and depressurizing the biological information measuring device 12 can also be manual.
  • the tube 13 mainly includes a wire for electrically connecting the living body information measurement device 12 and the operation unit of the main body 11, and a pipe for passing air for pressurizing and decompressing the living body information measurement device 12.
  • the biological information measurement device 12 is joined to each other by a cuff (Cuff) 14 which is an air bag, a pressure sensor 15 disposed inside the cuff 14, and a support member 16 which places the pressure sensor 15 inside the cuff 14. And a pair of joining members 17 for bringing the cuff 14 into an annular posture.
  • a cuff (Cuff) 14 which is an air bag
  • a pressure sensor 15 disposed inside the cuff 14
  • a support member 16 which places the pressure sensor 15 inside the cuff 14.
  • a pair of joining members 17 for bringing the cuff 14 into an annular posture.
  • the cuff 14 is an air bladder that is pressurized and expanded by being supplied with air, and is depressurized and contracted by discharging the air.
  • the shape of the cuff 14 is substantially rectangular in plan view in a state in which air is not supplied, and when the air is supplied to expand, it forms a substantially rectangular parallelepiped.
  • the size of the cuff 14 is not particularly limited as long as it can be wound around a person's arm, wrist, etc.
  • the long side is 20 cm to 50 cm
  • the short side is 2 cm to 20 cm
  • the thickness of the air supplied at the time of measurement can be 5 mm or more and 50 mm or less.
  • the cuff 14 has a joining member 17 on part of the surface of the short side, and when measuring the blood pressure, as shown in FIG. 10, the joining member 17 is joined and the cuff 14 is wound around the arm K Be worn.
  • the connecting member 17 is not particularly limited, and any known member can be used.
  • a surface fastener can be used.
  • the surface of the arm in contact with the skin is referred to as the inner circumferential surface
  • the other surface is referred to as the outer circumferential surface.
  • the cuff 14 is not pressurized when not in use, and air is supplied when the cuff 14 is attached to an arm or the like to measure blood pressure, and the cuff 14 is inflated to expand. As the cuff 14 expands, the inner peripheral surface of the cuff 14 presses the skin such as the arm and occludes the subcutaneous artery. Next, air is exhausted to decompress the inside of the cuff 14 and blood starts to flow to the artery released from the closed state, causing vibration in the skin, and this vibration is detected by the biological information measuring device 12.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of the state in which the cuff 14 is developed in a plan view. It is preferable that a flexible top plate 18 be provided on the outer peripheral surface of the cuff 14. When the cuff 14 is attached to the arm and air is supplied into the cuff 14, the inner peripheral surface is in close contact with the arm but there is nothing to suppress the expansion on the outer peripheral surface, so the pressure tends to escape to the outer peripheral surface is there.
  • the outer peripheral surface having the top plate 18 can reduce the amount of air for setting the pressure in the cuff 14 to a desired pressure.
  • FIG. 12 schematically shows a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 11 when air is supplied to inflate the cuff 14 in a flat-developed state.
  • a pressure sensor 15 and a support member 16 are provided inside the cuff 14.
  • the pressure sensor 15 is not particularly limited as long as it can detect pressure fluctuation, but it is preferable to use a sheet-like piezoelectric sensor.
  • a sheet-like piezoelectric sensor By making the pressure sensor 15 a sheet-like piezoelectric sensor, when the inner peripheral surface of the cuff 14 presses the skin, even if a subcutaneous artery moves, blood flow noise can be detected by the vibration of the skin, and Since there is no influence of noise such as an air noise discharged from the cuff 14, it is possible to measure blood pressure with high accuracy.
  • the support member 16 supports the pressure sensor 15 in the hollow in the cuff 14. By supporting the pressure sensor 15 in the hollow, pressure fluctuation in the cuff 14 due to vibration of the skin can be detected from many directions.
  • the pressure sensor 15 is a sheet-like piezoelectric sensor, pressure fluctuations can be detected on both sides of the sensor, so that more accurate measurement can be performed.
  • An air bladder 19 separate from the cuff 14 may be disposed, and a pressure sensor 5 may be provided in the air bladder 19.
  • a pressure sensor 5 may be provided in the air bladder 19.
  • an air bladder 19 in a separate room from the cuff 14 is provided on the inner peripheral surface side of the cuff 14. That is, the air bladder 19 has a space independent of the cuff 14, is filled with a gas different from the air supplied and exhausted in the cuff 14, and does not interlock with the expansion and contraction of the cuff 14.
  • the air bladder 19 can be formed integrally with the cuff 14, or the air bladder 19 and the cuff 14 can be separately formed and made removable, and can be integrated and used at the time of measurement.
  • the air bladder 19 may also be provided with piping for passing air for pressurizing and depressurizing.
  • the air bladder 19 is not connected to the main body 11, it is filled with air in advance into the air bladder 19 and uses piping to adjust the pressure in the air bladder 19.
  • the piping is provided with sealing means so that the air in the air bladder 19 does not leak. Specifically, a clip, a resin cap or the like is used as the sealing means.
  • a pressure sensor 15 is disposed in the air bladder 19.
  • a sheet-like piezoelectric sensor is disposed on the inner wall of the surface in contact with the surface of the living body by the support member 20.
  • the pressure sensor 15 may be disposed hollow as in the first embodiment.
  • the biological information measuring device 12 has an air bladder 19 separate from the cuff 14 and the pressure sensor 15 is provided in the air bladder 19, noise and pressure when the cuff 14 is pressurized and depressurized It can suppress that pressure fluctuation etc. affect the pressure sensor 15 concerned.
  • the cuff 14 not equipped with the pressure sensor 15 can also be referred to as a second air bag.
  • the pressure sensor 15 is a sheet-like piezoelectric sensor, since the sheet-like piezoelectric sensor is disposed in the air bag 19 pressurized in advance, the biological information measuring device 12 is wound around an arm or the like. At that time, the sheet-like piezoelectric sensor can be prevented from being twisted or wrinkled.
  • the biological information measurement device 12 has the pressure sensor 15 disposed in the cuff or in an air bag separate from the cuff, blood flow noise called Korotkoff sound can be detected as vibration of the surface of the living body. . Therefore, the sphygmomanometer 10 can perform blood pressure measurement with high accuracy as compared to the oscillometric method in which the pulse wave is detected to measure the blood pressure. Further, since the vibration of the skin surface due to the blood flow sound of the artery is detected as the pressure fluctuation of the gas in the cuff, the Korotkoff sound can be easily detected regardless of the position of the subcutaneous artery. Therefore, the sphygmomanometer 10 can easily perform high-accuracy blood pressure measurement.
  • Embodiments does not limit the configuration of the present invention. Therefore, the embodiment can omit, substitute, or add the components of each part of the embodiment based on the description of the present specification and common technical knowledge, and all of them can be construed as belonging to the scope of the present invention. It should.
  • the sheet-like piezoelectric sensor is disposed along the inner wall of the adhesive surface of the air bag 2 in the above embodiment, the piezoelectric sensor is disposed along the inner wall of the top face of the air bladder 2. It can also be done.
  • the biological information measuring device can also be used as a pulse wave sensor that detects the vibration of the blood vessel wall due to the volume change of the blood vessel and measures the pulse wave.
  • the biological information measuring device can also be used for measuring a shunt sound for confirming the state of an artificial arteriovenous fistula (shunt) created for dialysis treatment.
  • the apparatus which measures a respiratory sound and a heart sound.
  • the biological information measurement device of the present invention can be preferably used in the fields of medical care, health, sports, etc. because it can measure the sound and vibration generated under the skin of a person or animal as vibration of the skin as described above be able to.

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Abstract

本発明の一態様に係る生体情報測定装置１は、生体表面の被測定部位に配置される空気袋２と、この空気袋２内に配設される圧力センサー３とを備える。

Description

生体情報測定装置及び血圧計
　本発明は、生体情報測定装置及び血圧計に関する。
　医療分野等において、血圧や脈波等の生体の情報を測定する機器が用いられている。血圧を測定する装置としては血流音を検出するマイクロフォン、脈波を測定するものとしては光線を皮膚から皮膚の中の血管に照射して、血管からの反射光を受光することで血管の動きを検出する装置等が実用化されている。しかしながら、マイクロフォンや光線で血管からの生体情報を得る装置は、外乱の影響を受けやすく、また、血管と当該装置との位置ずれが生じると測定精度が低下するおそれがあるため、容易に精度の高い生体情報の測定が可能な装置が望まれている。
　生体情報を測定する機器として、血圧計が広く知られている。手首に装着するカフが押圧板を有し、この押圧板に複数の圧力センサーが備えられた血圧計が発案されている（特開２０１６－１５８７６７号公報）。この血圧計は、カフが加圧されると押圧板が手首を押圧し、複数のセンサーが動脈の脈圧波を検出して血圧を測定することができるとされている。この血圧計は、動脈とセンサーとの位置ずれによる測定精度の低下を複数のセンサーを備えることで抑制し、また、手首を押圧して皮下の動脈が移動した場合に動脈と複数のセンサーとの位置関係を適正に補正する機構を備えている。しかしながら、複数のセンサー及び当該機構を備えることで、血圧計が複雑で高コストになるおそれがある。
特開２０１６－１５８７６７号公報
　前記不都合に鑑みて、本発明は、測定対象物との位置関係及び周囲のノイズの影響を受けることなく、簡易な構造で、測定対象物から生じる生体表面の振動を検出することができる生体情報測定装置を提供する。
　前記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る生体情報測定装置は、生体表面の被測定部位に配置される空気袋と、前記空気袋内に配設される圧力センサーとを備える。
本発明の一実施形態に係る生体情報測定装置を示す模式的平面図である。 図１のＡ－Ａ線の模式的断面図である。 図２とは異なる圧力センサーの配置を示す模式的断面図である。 図２、図３とは異なる圧力センサーの配置を示す模式的断面図である。 図２の支持部材を示す空気袋の天面側から見た模式的断面図である。 図５とは異なる支持部材を示す模式的断面図である。 図５、図６とは異なる支持部材を示す模式的断面図である。 図７のＢ－Ｂ線の模式的断面図である。 図１とは異なる実施形態に係る生体情報測定装置を用いた血圧計の構成を示す概略図である。 図９の生体情報測定装置を腕に巻いた状態を示す模式的断面図である。 図９の生体情報測定装置を平面展開した状態を示す模式的平面図である。 図１１のＣ－Ｃ線の模式的断面図である。 図１１の生体情報測定装置とは異なる構成を示す模式的断面図である。
　以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
　前記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る生体情報測定装置は、生体表面の被測定部位に配置される空気袋と、前記空気袋内に配設される圧力センサーとを備える。
　本発明の一態様に係る生体情報測定装置において、前記圧力センサーがシート状の圧電センサーであるとよい。
　本発明の一態様に係る生体情報測定装置において、前記圧力センサーが空気袋内で中空に位置するよう支持されているとよい。
　前記圧力センサーが空気袋内で中空に位置するように支持されている生体情報測定装置において、前記圧力センサーがシート状の圧電センサーであり、前記空気袋内における、前記シート状圧電センサーの両面側の空間同士が連通しており、この圧電センサーの両面に均等な圧力が付加されるように構成されているのが好ましい。
　前記圧電センサーの両面に均等な圧力が付加されるように構成された生体情報測定装置において、前記圧力センサーを中空に位置するように前記空気袋の内面に支持する支持部材が備えられており、この支持部材が、圧電センサーを空気袋の内面に接続する紐体若しくは帯体、又は、空気袋の内面に配設されて圧電センサーを支持する脚体であり、前記帯体は、その両面側の空間同士を連通する開口部を有しているのが好ましい。
　本発明の別の態様に係る生体情報測定装置において、前記圧力センサーが空気袋の内壁に沿うよう配設されていてもよい。
　前記圧力センサーが空気袋内で中空に位置するように支持されている生体情報測定装置において、前記空気袋の外面に、可撓性を有する天板が備えられているのが好ましい。
　前記空気袋に接続された第２の空気袋を有しており、この第２の空気袋が、前記空気袋の内部空間とは連通しない独立した内部空間を有しており、前記第２の空気袋における前記空気袋との接続側とは反対側の外面に、可撓性を有する天板が備えられているのが好ましい。
　前記空気袋が加圧及び減圧するための配管を備えているのが好ましい。
　本発明の一態様に係る生体情報測定装置は、測定対象物によって生体表面に生じる生体振動を検出する。具体的には、生体表面の振動が空気袋内の気体を振動させ、この気体振動による圧力変動を空気袋内の圧力センサーが検出する。よって、生体情報測定装置の周辺で生じるノイズを検出することがなく、精度の高い生体情報の測定をすることができる。また、圧力センサーは空気袋内の圧力変動を検出するため、測定対象物と当該圧力センサーとの位置関係を厳密に決定する必要はなく、比較的に任意な位置に空気袋を配置することで、精度の高い測定をすることができる。このため、当該生体情報測定装置は、空気袋と空気袋内に備えられる圧力センサーとを備える簡易な構成としつつも、精度の高い生体情報の測定を容易に行うことができる。
　本発明の他の態様に係る血圧計は、本体と生体情報測定装置とを備えており、前記本体が、前記生体情報測定装置に空気を供給し、前記生体情報測定装置からの測定信号を演算するように構成されており、前記生体情報測定装置が、前述したいずれか１の生体情報測定装置である。
［第一実施形態］
＜生体情報測定装置＞
　図１に、本発明の一実施形態に係る生体情報測定装置１の模式的な平面図を示す。当該生体情報測定装置１は、人や動物等の生体表面の被測定部位に空気袋２が加圧された状態で配置され、測定対象物が生体表面に発生させる振動を検出するために用いられる。
　図２に、図１のＡ－Ａ線の模式的断面図を示す。生体情報測定装置１は、空気袋２と、空気袋２内部に配置される圧力センサー３とを備える。
（空気袋）
　空気袋２は、空気等の気体を供給されることにより内部が大気圧以上に加圧されている。当該気体の供給は、生体情報の測定時に空気供給手段によって加圧されてもよいし、当初より加圧された状態とすることもできる。空気袋２の形状としては、特に限定されず、板状、円盤状等とすることができる。
　空気袋５は、一方の表面を生体表面の被測定部位に配置する接着面として、当該生体表面に貼付可能な接着層を有することが好ましい。当該接着層を有することで、生体情報測定装置１を容易に被測定部位に配置することができる。当該接着層が、貼付及び剥離が複数回可能な接着層であることがより好ましい。貼付及び剥離を複数回可能とすることで、生体情報測定装置１と測定対象物との位置関係の調整を容易に行うことができる。なお、本実施例の説明では、図２の生体情報測定装置１の下面を接着面、上面を天面とする。
（圧力センサー）
　圧力センサー３は、生体表面の振動を空気袋２内の圧力変動として検出する。圧力センサー３は、圧力変動を検出できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、公知のマイクロフォン、半導体センサー等を用いることができるが、シート状の圧電センサーを用いることが好ましい。マイクロフォンとした場合、測定対象物との位置関係を厳密に決定しないと、生体表面の振動が微弱であることにより精度の高い測定ができないおそれがある。シート状の圧電センサーとすることで、小型化、薄型化が容易になると共に、測定対象物との位置関係を比較的緩やかに決定することができる。
　圧力センサー３は、図２で示すように、加圧状態の空気袋２内で中空に位置するように支持されるとすることもできるし、図３で示すように、空気袋２の接着面の内壁に沿うよう配設されるとすることもできるが、支持部材４で中空に位置するように支持されることが好ましい。圧力センサー３が中空に支持されることで、空気袋２内の圧力変動を多方向から検出することができる。圧力センサー３がシート状の圧電センサーである場合、当該シート状の圧電センサーの一方の面及び他方の面の両面で圧力変動を検出することができるため、より精度の高い測定をすることができる。
　図３で示すように、シート状の圧電センサーが空気袋２の接着面の内壁に沿うように接着等によって配設された場合、シート状の圧電センサーの一方の面でしか圧力変動を検出することができないため、検出した圧力変動の出力信号が比較的弱くなる可能性があるが、構成が簡易となるため低コストで生体情報測定装置１を生産することができる。
　また、図４で示すように、空気袋５の接着面の裏面の複数箇所に、接着剤５を同一の厚みに盛り上げて塗布し、この盛り上げた複数の接着剤５にシート状の圧電センサーを載架することもできる。盛り上げた複数の接着剤５にシート状の圧電センサーを載架することで、シート状の圧電センサーの両面で圧力変動を検出することができる。
（支持部材）
　支持部材４は、空気袋２内で圧力センサー３を中空に支持する。図５～７は、空気袋２の接着面に平行な断面を天面側から見た模式的断面図である。圧力センサー３を支持する方法としては、特に限定されるものではなく、圧力センサー３がシート状の圧電センサーである場合、図５で示すように、平面視で略矩形に形成されるシート状の圧電センサーの各辺と空気袋２内の側壁面とを複数の紐体６で接続することができる。当該紐体６は、一端を空気袋２内の側壁面に接着等によって接合され、他端をシート状の圧電センサーに接合されることで、当該シート状の圧電センサーを中空に吊持する。
　当該紐体６の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、加硫ゴム、伸縮可能なナイロン等の伸縮自在である材質が好ましい。支持部材４を伸縮自在な材質とすることで、湾曲した生体表面に空気袋２が配置された場合でも、シート状の圧電センサーを中空に支持することができる。
　また、図６のように、前記同様に伸縮自在な材質を用いて支持部材４を帯体７とし、当該帯体７にシート状の圧電センサーを載置することも可能である。支持部材４を帯体７とする場合、シート状の圧電センサーが両面で圧力変動を検出できるように、当該帯体７に複数の開口部８を設けることが好ましい。
　さらに、図７及び図８のように、支持部材４を脚体９として、当該脚体９を空気袋２の接着面の裏面の任意の複数箇所に配設し、シート状の圧電センサーを担持することも可能である。当該脚体９を空気袋２接着面の裏面及び天面の裏面に配設し、シート状の圧電センサーを挟持することも可能である。
＜利点＞
　当該生体情報測定装置は、測定対象物によって振動する生体表面を被測定部位とすることができるため、生体表面下の測定対象物に対する位置関係を比較的緩やかに決定することができ、容易に精度の高い生体情報の測定をすることができる。圧力センサー３がシート状の圧電センサーである場合、当該シート状の圧電センサーが中空に支持されることで、加圧された空気袋２内のシート状の圧電センサーの両面に、均等に圧力がかかる状態となる。この状態で、生体表面から振動が発生すると、当該振動が加圧された空気袋内の気体中を伝播し、シート状の圧電センサーの両面に均等な圧力変動を生じさせる。この圧力変動をシート状の圧電センサーの両面が検出するため、より精度の高い測定をすることができる。また、圧電センサーとすることで雑音混入等が生じなく外乱に対して比較的強くすることができると共に、当該圧電センサーをシート状とすることで、測定対象物に対する位置関係をより緩やかに決定することができる。
［第二実施形態］
〔血圧計〕
　図９は、本発明の他の実施形態に係る生体情報測定装置を用いた血圧計１０である。この血圧計１０は、本体１１と、生体情報測定装置１２と、本体１１及び生体情報測定装置１２を接続するチューブ１３とを有する。
＜本体＞
　本体１１は、生体情報測定装置１２に空気を供給して加圧する空気ポンプと、生体情報測定装置１２を減圧する際の空気排出弁と、生体情報測定装置１２から送られてくる測定信号を演算する演算部と、測定結果を表示する表示部とを主に含む。生体情報測定装置１２を加圧及び減圧する手段は、手動とすることもできる。
＜チューブ＞
　チューブ１３は、生体情報測定装置１２と本体１１の演算部とを電気的に接続する配線と、生体情報測定装置１２を加圧及び減圧するための空気を通す配管とを主に含む。
＜生体情報測定装置＞
　生体情報測定装置１２は、空気袋であるカフ（Ｃｕｆｆ）１４と、カフ１４内部に配置される圧力センサー１５と、カフ１４内部に圧力センサー１５を配置する支持部材１６と、互いに接合することによってカフ１４を輪状の姿勢にする一対の接合部材１７とを含む。
（カフ）
　カフ１４は、空気を供給されることにより内部が加圧されて膨張し、空気を排出することにより内部を減圧して収縮する空気袋である。カフ１４の形状は、空気を供給されない状態で、平面視で略長方形であり、空気が供給されて膨張すると略直方体を形成する。カフ１４の大きさとしては、人の腕や手首等に巻回できる大きさであれば特に限定されるものではなく、例えば、長辺で２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下、短辺で２ｃｍ以上２０ｃｍ以下、血圧測定時の空気を供給された状態の厚みで５ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることができる。カフ１４は、短辺の表面の一部に接合部材１７を有し、血圧を測定する際には、図１０で示すように、この接合部材１７を接合してカフ１４が腕Ｋに巻かれて装着される。当該接合部材１７としては、特に限定されず公知の部材を用いることができ、例えば、面ファスナーとすることができる。なお以下では、カフ１４を腕Ｋに装着した際に、腕の皮膚に接する側のカフ表面を内周面、他方の表面を外周面とする。
　カフ１４は、未使用時には加圧されず、腕等に装着して血圧を測定する際に空気が供給され、加圧されて膨張する。カフ１４が膨張することにより、カフ１４内周面が腕等の皮膚を押圧し、皮下の動脈を閉塞する。次に、空気が排出されてカフ１４内が減圧され、閉塞状態から解放された動脈に血液が流れ始めることにより皮膚に振動が生じ、この振動が生体情報測定装置１２に検出される。
　図１１は、カフ１４を平面展開した状態の模式的平面図である。カフ１４外周面には、可撓性を有する天板１８が備えられるのが好ましい。カフ１４を腕に装着してカフ１４内に空気を供給した場合、内周面は腕に密着しているが、外周面には膨張を抑制するものがないため圧力が外周面に逃げる傾向がある。外周面が天板１８を有することで、カフ１４内を所望する圧力とするための空気量を低減することができる。
　図１２は、カフ１４を平面展開した状態で空気を供給して膨張させた際の図１１のＣ－Ｃ断面図を模式的に示している。カフ１４内部には、圧力センサー１５及び支持部材１６が備えられる。
（圧力センサー）
　圧力センサー１５は、圧力変動を検出できるものであれば特に限定されるものではないが、シート状の圧電センサーを用いることが好ましい。圧力センサー１５をシート状の圧電センサーとすることで、カフ１４内周面が皮膚を押圧した際、皮下の動脈が移動しても、血流音を皮膚の振動で検出することができ、また、カフ１４から排出される空気音等の雑音の影響を受けることがないため、精度の高い血圧測定をすることができる。
（支持部材）
　支持部材１６は、カフ１４内で圧力センサー１５を中空に支持する。圧力センサー１５が中空に支持されることで、皮膚の振動によるカフ１４内の圧力変動を多方向から検出することができる。圧力センサー１５がシート状の圧電センサーである場合、当該センサーの両面で圧力変動を検出することができるため、より精度の高い測定をすることができる。
　カフ１４とは別体の空気袋１９が配置され、この空気袋１９内に圧力センサー５が備えられてもよい。具体的には、図１３に示すように、カフ１４の内周面側に、カフ１４とは別室の空気袋１９が備えられる。すなわち、空気袋１９は、カフ１４とは独立した空間を有し、カフ１４内に供給・排出される空気とは異なる気体が充填されており、カフ１４の膨張・収縮に連動しない。空気袋１９は、カフ１４と一体で形成することもできるし、空気袋１９とカフ１４とを別々に形成して脱着可能とし、測定時に一体化させて使用することもできる。空気袋１９にも加圧及び減圧するための空気を通す配管を備えるとよい。空気袋１９は本体１１とは接続されないが、事前に空気袋１９の中へ空気を充填したり、空気袋１９の中の圧力を調整するために配管を利用する。当該配管には空気袋１９の中の空気が漏れないような封止手段を備える。封止手段は具体的には、クリップや樹脂製のキャップ等を用いる。
　空気袋１９内には、圧力センサー１５が配置される。図１３では、シート状の圧電センサーが、支持部材２０によって生体表面に接する面の内壁に配置されている。圧力センサー１５は、第一実施形態と同様に中空に配置されてもよい。
　生体情報測定装置１２が、カフ１４とは別体の空気袋１９を有し、この空気袋１９内に圧力センサー１５を備えるとすることで、カフ１４が加圧・減圧される際の音や圧力変動等が当該圧力センサー１５に影響することを抑制することができる。圧力センサー１５を内装していないカフ１４は、第２の空気袋とも呼びうる。また、圧力センサー１５がシート状の圧電センサーである場合、予め加圧された空気袋１９内に当該シート状の圧電センサーが配置されているため、生体情報測定装置１２を腕等に巻回する際に当該シート状の圧電センサーが捻られたり、皺が寄ったりすることを抑制することができる。
＜利点＞
　当該生体情報測定装置１２は、カフ内又はカフとは別体の空気袋内に圧力センサー１５を配設しているため、コロトコフ音と呼ばれる血流音を生体表面の振動として検出することができる。よって、脈波を検出して血圧を測定するオシロメトリック法と比較して、当該血圧計１０は、精度の高い血圧測定をすることができる。また、動脈の血流音による皮膚表面の振動をカフ内の気体の圧力変動として検出するため、皮下の動脈の位置にかかわらず、コロトコフ音を容易に検出することができる。従って、当該血圧計１０は、精度の高い血圧測定を容易に行うことができる。
［その他の実施形態］
　前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
　上記実施形態では、シート状の圧電センサーが空気袋２の接着面の内壁に沿うように配設された構成について説明したが、空気袋２の天面の内壁に沿うように配設された構成とすることもできる。
　また、当該生体情報測定装置は、血管の容積変化による血管壁の振動を検出して脈波を測定する脈波センサーとして用いることもできる。
　さらに、当該生体情報測定装置は、透析療法のために作成される人工的動静脈瘻（シャント）の状態を確認するためのシャント音の測定に用いることも可能である。
　また、呼吸音や心音の測定をする機器に用いられることもできる。
　本発明の生体情報測定装置は、上述のように、人や動物の皮下で発生する音や振動を、皮膚の振動として測定することができるので、医療、健康、スポーツ等の分野で好適に用いることができる。
　　１　生体情報測定装置
　　２　空気袋
　　３　圧力センサー
　　４　支持部材
　　５　接着剤
　　６　紐体
　　７　帯体
　　８　開口部
　　９　脚体
　　１０　血圧計
　　１１　本体
　　１２　生体情報測定装置
　　１３　チューブ
　　１４　カフ
　　１５　圧力センサー
　　１６　支持部材
　　１７　接合部材
　　１８　天板
　　１９　空気袋
　　２０　支持部材
　　Ｋ　腕

Claims (10)

  1. 　生体表面の被測定部位に配置される空気袋と
    　前記空気袋内に配設される圧力センサーと
    　を備える生体情報測定装置。
  2. 　前記圧力センサーがシート状の圧電センサーである請求項１に記載の生体情報測定装置。
  3. 　前記圧力センサーが空気袋内で中空に位置するよう支持されている請求項１又は請求項２に記載の生体情報測定装置。
  4. 　前記圧力センサーがシート状の圧電センサーであり、
    　前記空気袋内における、前記シート状圧電センサーの両面側の空間同士が連通しており、この圧電センサーの両面に均等な圧力が付加されるように構成されている請求項３に記載の生体情報測定装置。
  5. 　前記圧力センサーを中空に位置するように前記空気袋の内面に支持する支持部材を有しており、
    　この支持部材が、圧電センサーを空気袋の内面に接続する紐体若しくは帯体、又は、空気袋の内面に配設されて圧電センサーを支持する脚体であり、
    　前記帯体が、その両面側の空間同士を連通する開口部を有している請求項４に記載の生体情報測定装置。
  6. 　前記圧力センサーが空気袋の内壁に沿うよう配設されている請求項２に記載の生体情報測定装置。
  7. 　前記空気袋の外面に、可撓性を有する天板が備えられている請求項３に記載の生体情報測定装置。
  8. 　前記空気袋に接続された第２の空気袋を有しており、
    　この第２の空気袋が、前記空気袋の内部空間とは連通しない独立した内部空間を有しており、
    　前記第２の空気袋における前記空気袋との接続側とは反対側の外面に、可撓性を有する天板が備えられている請求項３又は請求項６に記載の生体情報測定装置。
  9. 　前記空気袋が加圧及び減圧するための配管を備える請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の生体情報測定装置。
  10. 　本体と、
    　生体情報測定装置とを備えており、
    　前記本体が、前記生体情報測定装置に空気を供給し、前記生体情報測定装置からの測定信号を演算するように構成されており、
    　前記生体情報測定装置が請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の生体情報測定装置である血圧計。
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