JP2007259957A - 血圧測定装置および血圧測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 耳珠または浅側頭動脈に対してカフを装填し、長時間に渡り単回または２〜３０分毎の間欠的な血圧測定を行うときに、カフの加圧装置を高い耐久性と、高い繰り返し精度で駆動することで正確な血圧測定を行う。
【解決手段】内側カフ６と、耳珠２２１の外側に位置される外側カフ７と加圧装置１５を備え、押圧力の解除で元の形状に繰り返し復帰する円筒チューブ１６と、押圧力を発生する電磁ソレノイド１０８と、加圧流体を内側カフおよび外側カフに送り加圧流体の逆流を防止する第１逆止弁１７と、容積部中に外部流体を導入するとともに、外部流体の逆流を防止する第２逆止弁１８とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、血圧測定装置および血圧測定方法に係り、耳珠または外耳及びその周辺部を被測定部位とした技術に関する。

血圧は、外部環境や内部環境の変化に応じて刻々変動している。このため、一拍一拍を連続的に記録できれば理想的となるが、たとえ連続的に記録できなくても、１日における血圧を定期的（間欠的）に連続測定して血圧の経時変化を測定することにより、健康管理を行うことも重要である。

従来の血圧測定装置で定期的に血圧を測定する場合には、例えば、被験者の上腕にカフを巻いて血圧を測定することになる。この場合には、上腕を覆う大きなサイズのカフと、このカフに接続される血圧測定装置の本体とを身体に装着する必要がある。このため、被験者は、カフを上腕に装着し、このカフに接続される血圧測定装置の本体とを身体に装着した状態で日常生活を送る必要があるが、これでは日常生活における支障が大きい。また被験者は圧力測定のたびに上腕が圧迫されて痛みを感じるなどの負担をしいられる場合もある。

このような問題を解決するために、上腕で血圧を測定する替わりに指に小型のカフを巻いた状態で血圧測定する測定方法がある。この測定方法は、上腕に比べて指の大きさが小さいのでカフおよび本体も小型化することができる。（非特許文献１）
さらには、耳たぶにカフを装着し、耳たぶを圧迫することにより脈波を測定する方法がある（特許文献１）。

このように耳たぶを被検出部とする方法によれば、上腕にカフを装着して血圧を測定する血圧計よりもカフおよび本体を小型化することができ、被験者の負担も軽減できることとなる。

また、耳たぶではなく、浅側頭動脈にカフを当てておき、カフを加圧することにより血圧を測定する方法もある（特許文献２）。これにより、人の頭領域の血圧を監視することができるようになる。
栃久保修、"血圧の測定法と臨床評価"、株式会社メディカルトリビューン、１９８８年発行、５９〜６１頁 特開２００５−６９０６号公報 特開昭６２−２８６４４１号公報

しかしながら、上記のように耳たぶで脈波や血圧を測定するとしても、耳たぶの血管は非常に細く、安定的及び正確に血圧を測定することは困難である。特に耳たぶの血管は外気温が低くなると収縮してしまい、なおさら安定的な測定は困難となる。

そこで、耳たぶに比べて血管の太い耳珠または浅側頭動脈に対してカフを装着して血圧等を測定すれば、比較的に上腕部に近い血圧が安定的に測定できるものと考えられる。

ここで、耳たぶはソフトで比較的大きく露出度が高いのでカフが装着しやすいが、耳珠は比較的硬く形状の個人差も激しいため、特許文献１で開示された耳タブ装着用カフの構造をそのまま耳珠用に転用することはできない。つまり、特許文献１に開示された装着部の構造を用いたとしても、耳珠部における血圧の測定結果を安定的に出すのは難しい。また、無理に装着しようとすると、被験者への侵襲度が増加してしまう危険性もある。一方、耳珠は外耳道との相対位置関係、形状、大きさなどの点で固体差が大きいことが知られている。また、正確な血圧測定を行うためには、内外のカフが耳珠に対して確実に接触できる状態を保持できるようにすれば良い。

このように耳珠または浅側頭動脈に対してカフを装填し、長時間に渡り無停止で正確な血圧測定を行うときに、カフの加圧を行う電動ポンプをバッテリー駆動式とすることが現実的である。このようにして血圧測定装置を例えば携帯式に構成することが可能になり、２４時間に渡る連続血圧測定が可能となるが、電動ポンプには高い耐久性と、高い繰り返し精度が要求されるが専用設計されたものは存在していない。さらに単純に構成することで極力小型にすることが望まれる。また、出先などで使用途中でバッテリー電圧が低下したときに電力を最も必要とする電動ポンプを手動で加圧できるようにすることで上記の連続血圧測定を継続できるようになる。

したがって、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、耳珠または浅側頭動脈に対してカフを装填し、長時間に渡り血圧測定を行うときに使用されるカフの加圧手段に対して高い耐久性と、高い繰り返し精度を保証することのできる血圧測定装置と血圧測定方法の提供を目的としている。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の血圧測定装置によれば、外耳道に挿入される内側カフと、耳珠の外側に位置される外側カフと、前記内側カフと前記外側カフとを適所に保持する保持手段と、前記内側カフまたは前記外側カフの少なくとも一方に内蔵され、血管を流れる血液から脈波信号を検出する脈波検出手段と、前記内側カフと前記外側カフとにより耳珠を挟持した後に、前記内側カフと前記外側カフとを空気を含む加圧流体により加圧する加圧手段と、前記内側カフと前記外側カフとを減圧する減圧手段と、前記内側カフおよび前記外側カフと前記加圧手段及び減圧手段との間に接続される配管と、前記配管から分岐して接続され、前記内側カフと前記外側カフの圧力を検出する圧力検出手段と、前記脈波信号から血圧値を測定する血圧測定制御手段と、前記脈波検出手段と前記血圧測定制御手段との間に接続される配線と、を備え、前記加圧手段は、容積部に連通する第１開口部と第２開口部とを有し、前記容積部を外部からの押圧力で縮小させることで前記加圧流体を発生するとともに、前記押圧力の解除で元の形状に繰り返し復帰する中空部材と、前記押圧力を発生する押圧力発生手段と、前記加圧流体を前記内側カフおよび前記外側カフに送り、前記加圧流体の逆流を防止するように前記第１開口部と前記配管との間に接続される第１逆止弁と、前記容積部中に外部流体を導入するとともに、前記外部流体の逆流を防止するように前記第２開口部に接続される第２逆止弁とから構成されることを特徴としている。

また、被測定部位となる浅側頭動脈またはその周辺部を押圧するカフと、耳甲介から対輪にかけての空間部位を略充填するとともに、対輪を押圧する押圧部を有する形状部と、前記形状部から、耳甲介腔内を充填するように形成される耳甲介腔挿入部と、前記形状部から、耳輪の付け根に沿うように延設される耳掛け部と、前記形状部から、耳珠を跨ぐように形成される片支持部と、前記カフを前記被測定部位に対して略直交する方向に移動可能に保持するカフ調節部を設けるとともに、前記片支持部にその一端が固定され、その他端に前記カフ調節部を配置したカフ保持部と、から構成されるカフ装着手段と、前記カフに内蔵され、血管を流れる血液から脈波信号を検出する脈波検出手段と、前記カフを空気を含む加圧流体により加圧する加圧手段と、前記カフを減圧する減圧手段と、前記カフと前記加圧手段及び減圧手段との間に接続される配管と、前記配管から分岐して接続され、前記カフの圧力を検出する圧力検出手段と、前記脈波信号から血圧値を測定する血圧測定制御手段と、前記脈波検出手段と前記血圧測定制御手段との間に接続される配線と、を備え、前記加圧手段は、容積部に連通する第１開口部と第２開口部とを有し、前記容積部を外部からの押圧力で縮小させることで前記加圧流体を発生するとともに、前記押圧力の解除で元の形状に繰り返し復帰する中空部材と、前記押圧力を発生する押圧力発生手段と、前記加圧流体を前記カフに送り、前記加圧流体の逆流を防止するように前記第１開口部と前記配管との間に接続される第１逆止弁と、前記容積部中に外部流体を導入するとともに、前記外部流体の逆流を防止するように前記第２開口部に接続される第２逆止弁と、から構成されることを特徴としている。

また、外耳道に内側カフを挿入し、耳珠の外側に外側カフを位置させるために、前記内側カフと前記外側カフとを保持手段により適所に保持し、脈波検出手段により前記内側カフまたは前記外側カフの少なくとも一方に内蔵され、血管を流れる血液から脈波信号を検出するために、前記内側カフと前記外側カフとにより耳珠を挟持した後に、容積部に連通する第１開口部と第２開口部とを有し、容積部を外部からの押圧力で縮小させることで前記加圧流体を発生するとともに、前記押圧力の解除で元の形状に繰り返し復帰する中空部材と、前記押圧力を発生する押圧力発生手段と、前記加圧流体を前記内側カフおよび前記外側カフに送り、前記加圧流体の逆流を防止するように前記第１開口部と前記配管との間に接続される第１逆止弁と、前記容積部中に外部流体を導入するとともに、前記外部流体の逆流を防止するように前記第２開口部に接続される第２逆止弁とから構成された加圧手段により前記内側カフと前記外側カフとを空気を含む加圧流体により加圧し、減圧手段により、前記内側カフと前記外側カフとを減圧し、前記内側カフおよび前記外側カフと前記加圧手段及び減圧手段との間に接続される配管と、前記配管から分岐して接続され、前記内側カフと前記外側カフの圧力を検出する圧力検出手段と、前記脈波信号から血圧値を測定する血圧測定制御手段と、前記脈波検出手段と前記血圧測定制御手段との間に接続される配線と、を介して血圧測定を行うことを特徴としている。

そして、耳甲介から対輪にかけての空間部位を略充填するとともに、対輪を押圧する押圧部を有する形状部と、前記形状部から、耳甲介腔内を充填するように形成される耳甲介腔挿入部と、前記形状部から、耳輪の付け根に沿うように延設される耳掛け部と、前記形状部から、耳珠を跨ぐように形成される片支持部と、カフを前記被測定部位に対して略直交する方向に移動可能に保持するカフ調節部を設けるとともに、前記片支持部にその一端が固定され、その他端に前記カフ調節部を配置したカフ保持部と、から構成されるカフ装着手段により前記カフを保持して、被測定部位となる浅側頭動脈またはその周辺部を押圧し、前記カフに内蔵される脈波検出手段により、血管を流れる血液から脈波信号を検出するために、容積部に連通する第１開口部と第２開口部とを有し、容積部を外部からの押圧力で縮小させることで前記加圧流体を発生するとともに、前記押圧力の解除で元の形状に繰り返し復帰する中空部材と、前記押圧力を発生する押圧力発生手段と、前記加圧流体を前記カフに送り、前記加圧流体の逆流を防止するように前記第１開口部と前記配管との間に接続される第１逆止弁と、前記容積部中に外部流体を導入するとともに、前記外部流体の逆流を防止するように前記第２開口部に接続される第２逆止弁とから構成された加圧手段により前記カフを空気を含む加圧流体により加圧し、減圧手段により、前記カフを減圧し、前記脈波信号から血圧値を測定する血圧測定制御手段と、前記脈波検出手段と前記血圧測定制御手段との間に接続される配線と、を介して血圧測定を行うことを特徴としている。

本発明によれば、耳珠または浅側頭動脈に対してカフを装填し、長時間に渡り単回または２〜３０分毎の間欠的な血圧測定を行うときに、カフの加圧手段を高い耐久性と、高い繰り返し精度で駆動することで正確な血圧測定を行うことができる。

先ず、本発明の一実施形態によれば、耳珠を血圧測定部位として用いる。このように耳珠を血圧測定用の部位として選んだ理由は、耳珠は耳介の一部でありかなり小さいために血圧検出部を小型化できる利点が挙げられる。また、耳珠は頭部の一部であるので位置変動が少なく血圧測定に適している。さらに耳珠は、集音以外の目的では使用されないので就寝中を含みカフを常時装着していても、指などに比べて日常生活に対する支障が少なく、さらに血圧検出部を小型化できるために血圧測定時において被験者に対して痛みを与える原因となる侵襲度を少なくできる点などが挙げられる。

ここで、耳珠を血圧測定部位にすることで血圧測定時に痛みを低減できる点についてさらに補足すると、上腕や指は体の重要な部位として複雑な作業を行うので、それらの作業ができるようにそれらの血管の周囲には多くの神経が張り巡らされている。

一方で、耳介の一部である耳珠は、頭部に固定され、主に集音目的に使用されるために、耳珠周辺にある神経の量は、複雑な作業に使われる上腕や指に比べて少ない。このため、外耳及びその周辺部を用いて血圧測定をする場合には、耳珠が最も痛みを感じにくい部位であり、かつ耳珠は小さい部位でありカフを小さく構成できることから、上腕や指を用いる血圧測定に比べて血圧測定時の痛みを低減できるという利点がある。

しかし、耳珠は耳介の一部の小さい部位であることから、小さい血圧測定部を耳珠に対して確実かつ安定して固定することができないと、血圧検出部が測定時に動いてしまい精度よく血圧測定ができないこととなる。

例えば、血圧検出部には、耳珠を加圧するためのカフに加圧流体、加圧空気または加圧液体を供給するための配管と、血圧検出部を駆動する電力や血圧検出部から血圧測定装置本体へ送信する出力信号などの信号線である配線とが連結される。この配管と配線は血圧測定装置の本体側に連結される構成が一般的となる。

このために、長期間に渡って血圧測定を行う際に、例えば、血圧測定装置の本体を操作する際に、配管や配線に手が触れて血圧検出部の装着位置がずれてしまうと、正しい血圧測定ができなくなる。

以下に図面を参照して、本発明に係る好適な各実施形態の血圧測定装置を耳式血圧計１として説明する。なお、以下に示す各実施形態の血圧測定装置の各部の構成と形状および寸法は、一例に過ぎず、これらにより本発明の技術的範囲が限定的に解釈されないことは言うまでもない。

まず、図１は、本発明の血圧測定装置である耳式血圧計１が装填される左側の耳介２２０の外観斜視図である。本図において、左耳の耳介２２０は、外耳道２３０の縁部から連続形成される耳珠２２１と対珠２２２と耳甲介２２３と対輪２２４と耳輪２２５と対輪脚２２６とが、図示のような相互位置関係になっている。また、対輪２２４の裏面側は頭部側面に連続する耳掛け部分となる軟骨を内蔵した延設部（不図示）が形成されている。これらの各部位の形状とサイズは性別、男女別、年齢別または人種別の個体差が大きいことが知られている。さらに、耳珠２２１の手前側には図中の破線で図示した浅側頭動脈２２８が上下方向に内蔵されている。

図２は、一実施形態に係る耳式血圧計１の全体構成を示す外観斜視図である。本図において、耳式血圧計１は、血圧測定演算を実行するための小型の装置本体２と、被測定者の耳珠２２１に内側カフとなるカフ組立体６と、外側カフとなるカフ組立体７を着脱自在にするための保持部材３と、この保持部材３を吊り下げるために耳掛け部材５１の上側の端部から配管４、４を介して吊り下げるように構成された耳掛け部材５１とを備えている。すなわちこの耳式血圧計１は、外耳道２３０に挿入される内側カフとなる内側カフ組立体６と、耳珠２２１の外側に位置される外側カフとなる外側カフ組立体７とを図示のように保持した保持部材３と、この保持部材３から配管４と配線５を介して接続される装置本体２から構成されている。

耳掛け部材５１は、図１に図示した耳輪２２５の付け根に沿って装着可能な形状となるように形成されており、図示のように配線５と配管４を内蔵した被覆部材９を、耳掛け部材５１の縁部に沿うように設けるために略等間隔で一体形成された複数の輪部５２を通過させて固定している。一方、耳掛け部材５１の端部５４は、図示のように手前側に曲がるように形成されておりその先端に球体５４を形成している。また、耳掛け部５１は、メガネフレームの耳掛け部と略同様な形状をなしており、耳輪２２５への装着後の安定を図ることができるように構成されている。

この耳掛け部５１を図示の形状のように成形するための使用樹脂材料としてはポリカーボネイト系、ＡＢＳ系、ＰＯＭ系、ＰＰＳ系などの樹脂材料が使用できる。また、使用材料としては量産性、寸法安定性、コスト面などから樹脂材料が通常用いられるが、これに限定されず、軽金属、木、紙、各種素材を組み合わせたハイブリット構成としても良い。また、各種サイズに対応させて各部品の色を病院向けにはオレンジ、一般用途向けにはブルー、子供向けには白などとして色分けすると良い。

被覆部材９は、装置本体２と配管４及び配線５を結合するための両用コネクタとなる結合部３００を他端に備えている。また、最後の輪部５２に挿入された後に配管４には分岐管３５（破線図示）が接続されており、２つの流路に分岐させることでカフ組立体６、７に接続するとともに、分岐管３５の上を保護カバー５５で覆うように構成されている。

結合部３００は、被覆部材９で覆われた配管４及び配線５を装置本体２と結合するためのものであり、両用のコネクタ機能を備えることで着脱可能な構成としている。具体的には、結合部３００を装置本体２に、結合部３００の左右一対の係止部３２２が装置本体２の係止穴３２０に係止するまで挿入する。すると、結合部３００の雌コネクタ３０５が装置本体２の雄コネクタ３１８に、結合部３００の配管プラグ３０４が装置本体２の配管プラグ穴３１９に嵌合する状態になる。一方、着脱ボタン３０３を押下して係止部３２２を係止穴３２０から外し、結合部３００を装置本体２から引き抜けば、結合部３００を装置本体２から取り外すことができるように構成されている。

外側のカフ組立体７と内側のカフ組立体６は自在に首振り運動できるように保持部材３に対して取り付けるか、または不動状態で設けることで、耳珠２２１に対して後述する押圧面が均等に当接できるようにしている。そして、左耳の耳珠２２１に保持部材３を把持してセットする一方で、装置本体２は、例えば、被験者の胸ポケットまたは専用ポーチ内に収容される。ここで、右耳にセットする場合には左右勝手違いの形状を有する保持部材３と耳掛け部材５１が準備されることになる。また、装置本体２を衣類の胸ポケットに入れた後にクリップなどで挟むことで、日常の動きでは脱落しないようにできる。また、装置本体２の上面において液晶表示部、スタートスイッチなどを配置して、血圧測定時に必要となる必要な操作を行うときに、装置本体２をポケットなどから取り出すことなく行えるようにしても良い。

引き続き、図２を参照して、保持手段である保持部材３は、内側のカフ組立体６を保持するための樹脂製の第１保持部材１１と、外側のカフ組立体７を保持した樹脂製の第２保持部材１２とから構成されている。各保持部材１１、１２は内外のカフの耳珠に対する挟持幅寸法を調整するために互いに平行移動可能かつ平行移動後の位置に固定できるように後述するように構成されている。また、第１保持部材１１には対輪２２４に当接することで不動状態に維持するための対輪部材１６が設けられている。この対輪部材１６は樹脂製であり頭部を図示のような球体としており、さらに第１保持部材１１に形成された雌ネジ部に螺合される雄ネジ部を後述するように形成しており、この対輪部材１６の突出量を調節可能にすることで固体差に対応できるようにしている。

耳掛け部材５１の側面上には軸支部５３が形成されており、この軸支部５３に対して着脱可能または回動可能もしくは着脱回動可能に樹脂製のプロテクター１０が設けられている。図２におて、このプロテクター１０は先端部を側頭部に当接させて耳珠に装着後の保持部材３を覆う形状を有しており、主に寝返り時における保護を行うように構成されている。このためプロテクター１０は、軸支部５３に穿設された上下穴部に潜入する突起部を対向して形成した先端部１０ａ、１０ａが矢印方向に弾性変形されて軸支部５３に対してセットできるので、就寝前にこのプロテクター１０を固定できるようにしている。また、プロテクター１０の端部にはスポンジ製のクッション１５が敷設されており側頭部に対して当接するときに痛みがないようにしている。また外側が丸みを帯びた本体部１０ｃ、１０ｃから略直交するように延設部１０ｂが一体形成されており、延設部１０ｂの端部に軸支部５３を上下方向から挟む形状となる先端部１０ａ、１０ａが形成されており、この先端部に対して軸体を軸支部５３に穿設された貫通孔を通過させ、軸体をネジ止め固定することでプロテクター１０を耳掛け部材５１に対して回動可能にしている。

図２において、内側のカフ組立体６を保持するための樹脂製の第１保持部材１１は、図示のように球体の頭部１６ａを有する対輪部材１６の雄ネジ部が螺合される雌ネジ部１１ｃ（破線図示）を形成している。この第１保持部材１１には手前側と右側に側壁を形成した摺動面が形成されており、さらにこの摺動面には固定ネジがインサート成型または一体成型されている。また、カフ組立体６のカフ部材４０を固定する延設部が略直交して延設されている。また、カフ間距離の微調整のための目盛り（目安）と把持用にもなる溝部１１ｆが図示のように成型されている。

一方、樹脂製の第２保持部材１２は摺動面と、固定ネジ１３を通過させる長孔部と、カフ組立体７を固定する延設部とが一体成型されており、この第２保持部材１２を第１保持部材１１に対して図示のようにセットすることで互いに平行移動方向以外には不動状態にできることとなり、固定ネジ１３を専用工具で締め付けることで平行移動後の位置に固定できるように構成されている。以上の構成によって、耳珠の厚みの固体差に対してカフ組立体６、７の把持幅（押圧幅）を柔軟に対応できるようにしている。

耳珠は外耳道との相対位置関係、形状、大きさなどの点で固体差が大きい、また性別、人種別、年齢別の個人差も大きいことから、内外のカフを耳珠に対して確実に接触できる状態を保持できるようにすることは困難となる。そこで、カフを自在軸受けを介して保持部材３に取り付けることで、固体差に柔軟に対応できるようにしている。

次に、図３（ａ）はカフの断面図とともに図示した自在軸受けの分解図、（ｂ）は完成後の要部断面図である。両図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、外側カフ組立体体７は、配管に連通する管部４０ａを形成したカフ部材４０を備えており、このカフ部材４０に嵌合穴部４０ｂを形成している。この嵌合穴部４０ｂにはネジ４１を挿入した嵌合部材４２が圧入されて固定される。ネジ４１は上記の第２保持部材１２の延設部１２ｄのネジ穴部に螺合される。嵌合後には、図３（ｂ）に図示のようにネジ４１の頭部が嵌合部材４２の内部で上下左右前後方向に移動できるのでカフ組立体７を首振り可能にできるようになる。

また、カフ袋体２２は、加圧状態と減圧状態との間で弾性変形する胴部２７、この胴部２７から延設されるとともに耳珠に当接する凸部となる平らな押圧面２５を形成した蓋部２３とを有した帽子状として一体成形される。また、開口部２８の縁部はフランジ部２６として一体成形されている。また、押圧面２５の厚さ寸法を、胴部２７の厚さ寸法より大きく設定することで、耳珠に対して押圧面２５が常に平らな状態で接触できるように構成されている。また、押圧面２５は約１．５ｍｍ分程度が突出形成されている。さらに、耳介の大きさを考慮し、適切な脈波検出ができるようにするために蓋部２３の直径寸法が５〜１０ｍｍの範囲、確実な阻血面積を確保するために押圧面２５の直径寸法が３〜６ｍｍの範囲であり、押圧面の厚さ寸法が０．４〜１ｍｍの範囲、望ましくは約０．６ｍｍであり、肉厚寸法が０．１〜０．８ｍｍ、望ましくは約０．２５ｍｍに設定される。また、高さが４〜８ｍｍに設定される。こうして、確実な阻血ができ、適切な脈波検出ができ、精度の良い血圧測定ができる。また、この数値の範囲内で使用者（例えば、大人、小人、男性、女性等）に応じて複数種類のカフ袋体２２を備えたカフ組立体６、７を選択できるようにしてもよい。その他の寸法は図面中に数字（ｍｍ）として示されている。

この蓋部２３は、円形、楕円形状または競技場の走路形状に近い長円形状に形成され、同様に押圧面２５も相似形の円形筒体、楕円形状筒体または長円形状筒体に形成され、カフ部材はこれらの筒部に合致する形状に形成されることとなる。以上のカフ袋体２２は、シリコンラバー、天然ゴム、所定の合成樹脂を含むショア硬度が３０〜６０、望ましくは約５０前後の弾性材料から一体成形される。以上のように耳珠２２１に当接する平らな押圧面２５を凸部として形成した蓋部２３を有した帽子状のカフ袋体２２の蓋部の厚さ寸法を、胴部の厚さ寸法より大きくすることにより、加圧時においては、押圧面２５は平面状態を維持したままで加圧位置まで移動できる。また、減圧時にも押圧面２５は平面状態を維持したままで減圧位置まで移動できる。さらにカフ袋体の胴部２７を不図示の蛇腹ベローズとして形成することで押圧面２５を略平行移動できるようにしてもよい。

特に内側カフとなるカフ組立体６については、楕円または長円とすることで長手方向に沿うように、外耳道に自然に挿入可能にできるようになる。また、陥没凸状に形成される押圧面を備えたカフ袋体２２として、減圧時には押圧面２５が胴部２７の縁部と略同一面に位置し、加圧時において縁部の上方に突出するように弾性変形するようにカフ袋体２２を形成することでより良好な装着感を得るようにしても良い。

カフ袋体２２は透明または光透過性のシリコンラバー、天然ゴム、所定の合成樹脂を含むショア硬度が３０〜６０、望ましくは約５０前後の弾性材料から一体成形される。そして、カフ袋体２２はカフ部材４０に対する気密状態で設けられ、押圧面２５が略平行移動されることで加圧状態と減圧状態との間で弾性変形される。このように構成すると、カフ袋体２２は透明または半透明または光透過性であるので外乱光が内部に進入する。このため、太陽光に対して高感度のセンサを用いる場合には太陽光の影響を受けてしまい正確な血圧測定ができなくなる。そこで、図示のようにカフ袋体２２を光を通過させない材料から形成し光透過層３３０を形成することで、外乱光が内部に進入することを防止して、血圧測定部位のみに光が照射され、反射光を受光することで場所によらず常時正確な血圧測定を行えるようにしている。この光透過層３３０は押圧面２５が円形の場合には相似形の小さな円形として形成され、約３ｍｍの直径に設定される。また、楕円形の場合には長軸が３．４ｍｍ、短軸が２．９ｍｍの楕円形状にされる。

また耳珠の内側となる外耳道にセットされる内側のカフ組立体６は、発光ダイオードと受光フォトトランジスタを内蔵するとともに、配管４に連通する流路４０ａを備えたカフ部材４０にＯリングを用いて固定される。

また、耳珠の外側に位置される外側のカフ組立体７は、配管４から分岐して接続された配管４に連通したカフ部材に対して同じくＯリングを用いて固定されるカフ袋体２２を備えている。これらの各カフ袋体２２は基本的には同じ形状であり、上述したように円形以外に楕円形状、長円形状のものが使用可能である。カフ袋体２２は例えばシリコンラバー製でありＯリングで気密状態になるように図示のように固定される。

以上の構成により、カフ袋体２２中に後述する加圧ポンプ１０８からコンデンサータンク１０７を中継して送られる空気圧によって胴部２７が膨張する一方で、減圧されると収縮することとなり、これらの動作を繰り返し行うように構成されている。

ここで、耳珠を測定部位とする場合には正確な血圧測定を行うために、カフ袋体２２の重要な機能として、上記のように耳珠への加圧と減圧状態にできることに加えて、内外のカフを耳珠の内外面に対して平らな状態で均等に接触させること、および内外のカフが互いに対向して保持させることが重要となる。内外のカフが互いに対向して保持させることは、上記のように自在に３次元的に調節可能な自在軸受けにより実現できたが、内外のカフを耳珠の内外面に対して平らな状態で均等に接触させることは困難であった。そこで、カフ袋体２２が耳珠の内外面に対して平らな状態で均等に接触できる形状について試行錯誤を重ねた結果、上記のように押圧面２５を凸状とすることが最良であることを確認できた。

次に、図４（ａ）は、図２に図示した耳式血圧計１をセットした後の外観斜視図であり、（ｂ）はプロテクター１０を使用する様子を図示した外観斜視図である。先ず、図４（ａ）において耳掛け部材５１が耳輪２２５にセットされることで、先端の球体５４が対輪２２４に当接する状態になる。また、内外のカフを耳珠にセットするために予め挟持幅が固定された保持部材３を把持して耳珠２２１に挿入すると、対輪部材１６が対輪２２４に当接する状態となり安定することになる。これに続いて、図４（ｂ）に図示のようにプロテクター１０を回動させてクッション材１５が側頭部に当接する位置にする。

図２において配管４と配線５は被覆部材９で覆われることで使用上において相互に絡まったりしないように構成されている。一方で、配管４は空気を含む流体の流路となる中空部が長手方向に沿って形成されているので、この中空部に配線５を通すことで、配線５が外部に露出しないように構成することができる。しかし、このように構成すると配線５を配管４の外部に引き出す部位において気密性を確保するためのシール部分が必要となるが、配管４は自由に曲げられるのでシール性の確保が困難となり、長期に渡る耐久性に問題を残す。また、組み付け作業上も支障を来たすことになる。そこで、配管４と配線５とを一体化する場合に、シール性の向上と作業効率のアップを同時に図ることのできる構成について種々検討した。

この検討の結果、図５に図示される外観斜視図のように配線５、５を配管４の外周面においてその長手方向に沿うように敷設し、かつ配線５、５と配管４とを、伸縮性を有する被覆部材９で被覆して一体化することが最良であると結論した。具体的には、発光素子と受光素子に夫々接続される配線５は、発光素子と受光素子の夫々から接続される撚り線５ａ、５ｂであり、配管４は、シリコンラバー、天然ゴム、所定の合成樹脂を含む弾性材料を用いて図示のような中空状に成形され、エア配管とし、被覆部材９は、所定番手を有するナイロンなどの繊維体から網目状に形成される。また、この被覆部材９に対して必要に応じて耐ノイズ性向上のための金属塗膜処理を施し、さらに不図示のカバーを被せて構成される。以上のように配管４と配線５とを一体化した場合には、例えば図５において一方を把持したときに、一点鎖線で示される円弧Ｈ内において自由に曲げることが可能となる。さらに、配線５は配管４の外周面から直接引き出すことが可能になるのでシール部材は一切不要になる。また、被覆部材９に金属処理を施した場合には、さらに耐ノイズ性を向上することができる。また、分岐管３５は図示のように小型化することで上記の耳掛け部材５１の端部に体裁良く配置できるようになる。

耳珠を血圧測定部位として用いる耳式血圧計１により継続的に精度良く血圧測定を行うためには、電池駆動される加圧ポンプにより加圧空気を各カフに送り込むこととなるが、電池駆動される加圧ポンプを用いると電池の消耗が激しいことから、長期間に渡る測定ができなくなるので手動式の加圧ポンプとしても良い。また、加圧される流体媒体としては種々の流体があり、気体の場合には空気があり、液体の場合には水、シリコンオイルを含む油脂類、アルコールなどがあり適宜選択されることとなる。

図６は、図２の耳式血圧計１を光電容積脈波血圧計として構成した場合の装置本体２内における動作回路１００の構成を示すブロック図である。本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、光学式に脈波を検出するための発光ダイオード２０と受光フォトトランジスタ２１をカフの内部に内蔵するように構成すると、耳珠２２１に対して内外のカフを装着したときにカフの一部が外部に露出される状態になる。このため外乱光の影響を受け、特に、屋内ではさほど問題にならなくとも屋外に出かけて紫外線を含む太陽光に直接的に晒される使用状況下では正確な血圧測定が困難となるが上記の光透過層３３０により効果的に測定可能となる。

また耳珠２２１に装着される装着部３の内側カフ組立体６の内部には、光電センサ（脈波センサ）を構成する発光素子である発光ダイオード２０と、受光素子である受光フォトトランジスタ２１とが内蔵されているが、ここで、内外のカフに夫々の受光フォトトランジスタを内蔵して耳珠を通過する光の変化から脈波を検出するようにしても良いことは言うまでもない。

一方配管４は中空樹脂管であり、内側カフ６内への空気の流路を成す。加圧手段である加圧装置１５は、電磁ソレノイド１０８を駆動源として中空部材である円筒チューブ１６を外側から押圧し、この押圧にともない第１逆止弁１７と第２逆止弁１８との協働作用により加圧流体を発生し、配管４に接続されたコンデンサータンク４０７中に圧縮空気を送り込み、タンク内で整流した後に内側カフ組立体６、外側カフ組立体７内に加圧空気を夫々送り込むように構成されている。

また、配管４から分岐接続される急排弁１０４には不図示の電磁弁機構が設けられており、カフ組立体６、７内の圧力を急速に減少させるように構成されている。さらに同様に分岐して接続される微排弁１０５は、内側カフ組立体６内の圧力を一定速度（例えば２〜３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ）で減少させるように構成されている。また、配管４から分岐接続される圧力センサ１０６は、カフ６内の圧力に応じて電気的パラメータを変化させる。この圧力センサ１０６に接続される圧力検出アンプ（ＡＭＰ）１０７は、圧力センサ１０６の電気的パラメータを検出し、これを電気的信号に変換し、かつ増幅してアナログのカフ圧信号Ｐを出力する。

上記の発光ダイオード２０は脈動する血管血流に対して光を照射し、フォトトランジスタ２１は血管血流による反射光または透過光を検出する。配線５を介して接続されるフィルタＡＭＰ１０９は脈波検出アンプであり、フォトトランジスタ２１の出力信号を増幅してアナログの脈波信号Ｍを出力する。ここで、発光ダイオード２０には配線５を介して光量を自動的に変化させる光量制御部１１８が接続される一方で、脈波検出アンプ１０９には、ゲインを自動的に変化させるゲイン制御部１１９ａと、脈波検出フィルタ・アンプ１０９を構成するフィルタアンプ（図示せず）の時定数を変化させる時定数制御部１１９ｂとが接続されている。また、図示のように接続されるＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）１１０は、アナログ信号Ｍ、ＰをデジタルデータＤに変換する。

制御部（ＣＰＵ）１１１は、光電容積脈波血圧計の主制御を行う。このＣＰＵ１１１は調整圧力を記憶する調整圧力レジスタ１１１ａを有している。ＲＯＭ１１２は、ＣＰＵ１１１が実行する後述の制御プログラムを格納している。ＲＡＭ１１３は、データメモリや画像メモリ等を備えている。液晶表示器（ＬＣＤ）１１４は、画像メモリの内容を表示する。操作部１１６は、使用者の操作により測定開始指令や調整圧力値の設定等を行うときに使用される。ブザー１１５は、使用者に対して装置が操作部１１６内のキーの押し下げを感知したことや測定終了等を知らせる。尚、本例では、ＣＰＵ１１１に調整圧力レジスタ１１１ａを設けたが、ＲＡＭ１１３に調整圧力記憶部を設けてもよい。

また、ＬＣＤの表示パネル１１４は、ドットマトリックス方式の表示パネルを使用しており、従って多様な情報（例えば文字、図形、信号波形等）を表示できる。また操作部１１６は測定開始スイッチ（ＳＴ）とカフの圧力値等を入力するためのキーを有している。また、バッテリーを交換自在にした電源部１２１と不図示の電源スイッチがさらに設けられている。この電源部１２１には電圧モニタ部３０が接続されており電圧値を主制御部１１１に送るようにしている。また、後述するドア１４の開閉状態を検出し主制御部１１１に送るドアＳＷ３１がさらに接続されている。

さらに、装置本体２は不図示のコネクタまたは携帯電話に接続される外部通信部が設けられており、パソコンに対して接続することでパソコンの動作制御パラメータ設定部、データクリア部、データ保存部との間で各種データのやり取り及び血圧測定結果の保存をできるようにしている。この装置本体２は上下寸法が約１２０ｍｍ、幅寸法が約８０ｍｍ、厚み寸法が２７ｍｍであり、全体の重量が１８０グラムである。このように、極力小型軽量にすることで常時携帯した場合であっても、日常生活に支障がないようにしている。

また、上記の各制御をつかさどる電子部品は内部の空間を占める実装面積を有する基板１４０上に実装されている。一方、加圧手段１５とコンデンサータンク４０７と微排気弁１０５、急速排気弁１０４は一体形成される配管４に対して図示のように接続されるとともに、交換自在に設けられる４本の単４電池の電源部１２１と併設されて設けられており、限られた内部空間を有効活用できるように構成されている。また、繰り返し使用できる充電式の２次電池や簡単に入手できる市販の単４電池は、不図示の蓋体を開閉することで簡単に交換できる。

図７（ａ）は、加圧装置１５の中心断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図、（ｃ）は別構成の加圧装置１５の中心断面図、（ｄ）はダックビル弁２２の外観斜視図である。本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、まず加圧装置１５は、容積部を形成した内径５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのポリウレタン樹脂などの合成樹脂製、シリコン樹脂製の弾性変形可能な円筒チューブ１６と、上記の配管４との間に接続される第１逆止弁１７と、外部流体の逆流を防止する第２逆止弁１８とから構成されており、上記の電磁ソレノイド１０８への通電に伴いアクチエータ１０８ａが矢印方向に駆動され容積部を外部からの押圧力で破線図示の変形位置１６ｘまで縮小させることで加圧流体を発生するように構成されている。アクチエータ１０８ａはバネ１０８ｂで復帰する。この電磁弁１０８は円筒チューブ１６押し潰し量を４ｍｍ、押し潰し幅を１０ｍｍとして２４回分を押圧することで３秒間以内に３ｃｃの加圧流体を発生するように駆動波形Ｐが送られる。

第１逆止弁１７と第２逆止弁１８は同じ部品として構成できる。第１逆止弁１７で代表して述べると、円筒チューブ１６の第１開口部１６ａに接続される口金２５と配管４に接続される口金２６とを形成した容器２３内に軟質ラバー製、シリコン樹脂製のアンブレラ弁２２を内蔵している。また、円筒チューブ１６の第２開口部１６ｂは図示のように口金２６に接続されている。

図７（ｂ）においてアンブレラ弁２２の中心からは中心軸２２ａが一体的または別部品として図示のように延設されており、この中心軸２２ａを容器２３の隔壁２４の中心孔２４ｃに対して圧入することで固定し、アンブレラ弁２２の縁部２２ｆが隔壁２４のフラット面２４ａ上に当接する状態となるように組み立てる。また、この隔壁２４には貫通孔２４ｂが図示のように複数分形成されており、加圧空気はこれらの貫通孔を介して流れるように構成されている。ここで、第２逆止弁１８も同様に構成されているので説明は省略する。

以上の構成により、電磁弁１０８への通電により円筒チューブ１６が変形位置１６ｘまで押圧されることで、第１逆止弁１７のアンブレラ弁２２が開き、加圧流体を配管４に送り出す。この後、電磁弁１０８の通電が解除されると、円筒チューブ１６がそれ自体の有する弾性力によって元の状態に復元するが、これに伴い容積部は負圧状態になることから第２逆止弁１８のアンブレラ弁２２が開いて容積部中に外部流体である例えば外気を導入することができる。以上の動作を、上記のように２４回分繰り返し行うことで３ｃｃの加圧流体を内外カフに供給できることとなる。

続いて、図７（ｃ）、（ｄ）において図７（ａ）で既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、アンブレラ弁の代わりにダックビル弁２２を用いている。このダックビル弁２２は円筒部から傾斜面を経て分割部２２ｋを一体形成したラバー部品であって、分割部２２ｋの開閉動作によって上記の動作を行うように構成されている。また、電磁弁に代えて電動モータ４０８の出力軸に固定された偏芯カム部材４１０が円筒チューブ１６の外周面を押圧することで押圧するように構成されている。

この構成によれば、電動モータ４０８への所定時間の通電によりカム部材４１０が最大位置に移動されて円筒チューブ１６が変形位置１６ｘまで押圧されることで、第１逆止弁１７のダックビル弁２２が開き加圧流体が配管４に送り出される。この後、カム部材が回転され、当接状態から離れると円筒チューブ１６が弾性力によって元の状態に復元するが、このとき容積部は負圧状態になることから第２逆止弁１８のダックビル弁２２が開いて容積部中に外部流体が導入されることとなる。以上の動作を所定時間繰り返し行うことで３ｃｃの加圧流体を内外カフに供給することができるようになる。ここで、アンブレラ弁、ダックビル弁の他に、ボール弁、リード弁などの逆止弁が適宜採用できることは言うまでもない。

図８（ａ）は、装置本体２に設けられるドア１４を閉じた状態にした外観斜視図、（ｂ）はドア１４を開いた状態にすることで円筒チューブ１６を外部から押圧する様子を示した外観斜視図である。本図において、出先などで使用途中でバッテリー電圧が低下したときに加圧装置１５を手動で加圧できるように構成されている。

図８（ａ）、（ｂ）において、ドア１４は装置本体２に軸支部２ｂにおいて回動軸支されており、バッテリー駆動される通常モードのときにはドアスイッチ３１がオンされている。また、ドア１４が開かれてドアスイッチ３１がオフとなり手動モードになると円筒チューブ１６の一部が外部に現れて図示のように押圧できるように構成されている。

このため、ドア１４にはフック部１４ｓと電磁ソレノイドのアクチエータ部１０８ａに対向した形状部１４ｋとが形成されている。

次に、図９は、上記のドア１４の開閉に伴い設定される手動モードと通常モードとに自動切換えする動作説明フローチャートである。本図において、装置本体２の起動が行われるとステップＳ２００において、バッテリーモニタ部３０によるバッテリー電圧の検出が行われて、ステップＳ２０１に進み、残量電圧が十分であるか否かが判断される。残量電圧が不十分であり残り数回で血圧測定ができなくなると判断されるとステップＳ２０４に進み、その旨をＬＣＤ１１４で表示してドア１４を開くように表示して終了する。また、ステップＳ２０１で残量電圧が十分であると判断されるとステップＳ２０２に進みドアスイッチ３１でドア１４の開閉状態を検出し、ドア開きが検出されると手動モードに切り換えて終了する。また、ステップＳ２０３でドア閉じが検出されるとステップＳ２０５に進み通常モードに設定されて終了する。

次に、本実施形態に係る光電容積脈波血圧計としての耳式血圧計１の動作について以下に説明する。図１０は耳式血圧計（光電容積脈波血圧計）１の測定処理を説明するためのフローチャートである。本図において、装置に対して電源スイッチにより電源投入すると、まず不図示の自己初期診断処理を行い装置の初期値化が行われる。その後、測定開始スイッチを押すことによりこの処理が開始される。

ステップＳ１０１ではカフのカフ圧Ｐを読み取り、ステップＳ１０２でカフの残圧が規定値以内か否かを判別する。残圧が規定値を超えていれば、ステップＳ１２３でＬＣＤ１１４に「残圧エラー」を表示する。残圧が規定値以内であればステップＳ１０３でカフの加圧値（例えば１２０〜２１０ｍｍＨｇの最高血圧値より大きい値）を操作部１１８を使用して設定し、ステップＳ１０４で光量及びゲインを所定の値に設定する。

加圧値および光量・ゲインの設定が終わると、ステップＳ１０５、Ｓ１０６では急排弁１０４及び微排弁１０５を閉じる。ステップＳ１０７では加圧装置１５により上記のように加圧（昇圧）を開始する。これが加圧時の計測行程の開始であり、カフ圧は一定速度（例えば２〜３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ）で増加開始する。この間にステップＳ１０８で各機能ブロックによるデータ処理が行われ、最低血圧及び最高血圧の測定が行われる。最高血圧が測定される（Ｓ１０９）とステップＳ１１２で加圧装置１５の駆動を停止する。

ステップＳ１１０ではカフ圧がＳ１０３で設定した加圧値Ｕより高いか否かを判別する。Ｐ＞Ｕでなければまだ正常測定範囲にあるので、引き続き測定を行う。一方、Ｐ＞Ｕの時はもはやカフ圧が設定値よりも高いのでステップＳ１１１でＬＣＤ１１４に「測定エラー」を表示する。必要なら「加圧時信号異常」等の詳細情報を付記表示する。ステップＳ１１３では加圧時に得られた脈波信号の信号レベルが精度の高い血圧測定が可能であるための所定のレベルの範囲内に有るか否かを判別する。所定の範囲内であると判別された場合は、ステップＳ１２０でＬＣＤ１１４に測定した最高血圧値及び最低血圧値を表示し、ステップＳ１２１でブザー１１５にトーン信号を送る。

ステップＳ１１３で所定の範囲内で無いと判別された場合は、ステップＳ１１４で脈波信号の信号レベルを基に光量及びゲインの調整を行う。ステップＳ１１４では、例えば次のような処理が行われる。脈波の搬送波が規格値（Ａ／Ｄ変換器１１０のフルスケールの２０〜４０％）以下の場合はステップ光量が最大か否かをチェックし、最大でなければ光量制御部１１８を制御して光量を上げ、光量が最大の場合はゲインを上げる。一方、搬送波レベルが規格値以上の場合は、ゲインが最小か否かがチェックし、最小でないならばゲイン制御部１１９ａによりフィードバック制御してゲインを下げる。最小ならば光量を下げる。

光量・ゲインの調整が終わると、ステップＳ１１５では微排弁１０５を開く。これが減圧（降圧）時の計測行程の開始であり、カフ圧は一定速度（例えば２〜３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ）で減少開始する。この間にステップＳ１１６で各機能ブロックによるデータ処理が行われ、最高血圧及び最低血圧の測定が行われる。ステップＳ１１７では減圧時の最低血圧値の検出の有無を判別する。検出されていなければ引き続き計測を行う。ステップＳ１１８ではカフ圧が所定値Ｌ（例えば４０ｍｍＨｇ）より低いか否かを判別する。Ｐ＜Ｌでなければまだ正常測定範囲にあり、フローはステップＳ１１６に戻る。一方、Ｐ＜Ｌの時はもはやカフ圧が正常測定範囲よりも低いのでステップＳ１１９でＬＣＤ１１４に「測定エラー」を表示する。必要なら「減圧時信号異常」等の詳細情報を付記表示する。

また、ステップＳ１１７の判別で測定終了の時は正常測定範囲で計測行程終了したことになり、ステップＳ１２０でＬＣＤ１４に測定した最高血圧値及び最低血圧値を表示し、ステップＳ１２１でブザー１１５にトーン信号を送る。好ましくは、正常終了後と異常終了時とでは異るトーン信号を送る。ステップＳ１２２ではカフ６の残りの空気を急速排気し、次の測定開始を待つ。

図１１は、カフ圧と脈波信号の相関関係を示す図である。本図において、加圧時測定（ステップＳ１０８）の開始から減圧時測定（ステップＳ１１６）の終了までの時間における波形を夫々示している。このグラフに対し血圧測定は概略以下のように行われる。すなわち、加圧時測定においては、脈波信号の大きさの変化が始まった点（ａ）のカフ圧を最低血圧、脈波信号の消失時点（ｂ）のカフ圧を最高血圧とする。一方、減圧時の血圧測定は加圧時の血圧測定とは逆となり、脈波信号の出現時点（ｃ）のカフ圧を最高血圧、脈波信号の大きさの変化が無くなった点（ｄ）のカフ圧を最低血圧とする。なお、カフの減圧時のみの脈波から最高血圧、最低血圧を求めてもよい。

なお、本実施形態では血管内の血液による反射光を検出する例を示したが、替わりに透過光を検出するものであってもよい。

以上説明したように、本実施形態の光電容積脈波血圧計により、脈波信号の信号レベルが所定の規格範囲内に収まるよう信号レベルを調整可能とし、精度の高い測定を可能とすると同時に、血圧測定時間の短縮を可能とすることにより、カフ圧による利用者への身体的負担を軽減することを可能にする光電容積脈波血圧計を提供することができる。なお、耳珠およびその周辺部は痛みに対し鈍感な部分であるため、カフ圧による痛みが軽減できるという効果もあり、さらにこの事により、単回または２〜３０分間隔での血圧の連続測定に適用が容易となるという効果も生まれる。

なお、上述の血圧測定装置は発光素子２０及び受光素子２１を用いて脈波を検出しているが、耳珠へ圧力を圧迫するカフを備え、生体表面の血管による脈動を当該カフで圧力変化として捉えることによっても脈波をオシロメトリック法から検出することもできる。即ち、圧力を印加したカフで生体から得られる脈動をカフ内の圧力の変化に変換し、圧力検知装置でカフ内の圧力変化を検知するものである。このような構成によっても生体の脈波を検出することができる。また、生体に接するカフ部分に小型マイクロフォンを設置し、生体の一部をカフにて圧迫するときに発生するコロトコフ音を検出し、所定レベル以上のコロトコフ音の発生あるいは消滅に基づいて血圧を測定するようにしても良い。

上述の実施形態では、耳珠２２１を挟む構成を有する一対のカフの一方側（内側カフ組立体６内部）にのみに血管の血流に対して光を照射する照射部（発光ダイオード２０）と血流からの反射光を検出する受光部（フォトトランジスタ２１）を備えるようにしているが、耳珠２２１を挟むための内側カフ組立体６及び外側カフ組立体７の双方に光の照射部となる発光ダイオード２０と反射光を検出する受光部となるフォトトランジスタ２１を内蔵しても良く、このように内外のカフにセンサを設けることで、耳珠の裏側及び表側の血圧を同時に計測可能とするように構成しても良い。

このように構成することにより、一方側のカフは外耳及びその周辺部の裏側にある血管（細動脈）を圧迫し、他方側のカフは外耳及びその周辺部の表側にある浅側頭動脈或いはその分枝血管を圧迫することができる。なお、このように外耳及びその周辺部（より特定的には耳珠及び周辺部）の血圧を測定するのは以下の理由もある。

すなわち、耳珠およびその周辺部の血管（細動脈）は脳内の血管に近接していることが知られており、脳内に由来する血圧変化が測定可能と考えられている。一方、耳珠周辺部には、耳の軟骨部（主に耳珠）に存在する血管（細動脈）の他に、心臓に直結する動脈（浅側頭動脈）も位置する。そのため、耳珠周辺部においては小さな装置で異なる情報（つまり脳内由来の血圧と心臓由来の血圧）をもつ血圧を同時に測定可能であるという利点がある。本実施形態の光電容積脈波血圧計により、脈波信号の信号レベルが所定の規格範囲内に収まるよう信号レベルとすることが可能となり、外耳周辺部の精度の高い血圧測定が可能となる。同時に、血圧測定時間の短縮を可能とすることにより、カフ圧による利用者への身体的負担を軽減することを可能にすることができる。

以上説明したように、本実施形態の光電容積脈波血圧計により、脈波信号の信号レベルが所定の規格範囲内に収まるよう信号レベルを調整可能とし、精度の高い測定を可能とすると同時に、血圧測定時間の短縮を可能とすることにより、カフ圧による利用者への身体的負担を軽減することを可能にする光電容積脈波血圧計を提供することができる。

なお、上述の血圧測定装置は発光素子２０及び受光素子２１を用いて脈波を検出しているが、被測定部位へ圧力を圧迫するカフを備え、生体表面の血管による脈動を当該カフで圧力変化として捉えることによっても脈波を検出することができる。
即ち、圧力を印加したカフで生体から得られる脈動をカフ内の圧力の変化に変換し、圧力検知装置でカフ内の圧力変化を検知するものである。このような構成によっても生体の脈波を検出することができる。また、生体に接するカフ部分に小型マイクロフォンを設置し、生体の一部をカフにて圧迫するときに発生するコロトコフ音を検出し、所定レベル以上のコロトコフ音の発生あるいは消滅に基づいて血圧を測定するようにしても良い。

次に、図１２は、別実施形態に係る血圧装置１の全外観を示す図である。本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、血圧測定装置１は、装置本体２と、被測定者の浅側頭動脈２２８（図１を参照）上にカフ組立体４０６を配置するための装着手段となる装着部４０３と、装着部４０３の装着を安定化させるための一体部材４５０と、装置本体２と配管４及び配線５を結合するための両用コネクタとなる結合部３００とを備えている。

ここで、装着部４０３は、耳甲介２２３から対輪２２４にかけての空間部位を略充填するとともに、対輪を押圧する押圧部５５２ａを有する図示のようないちご形状の形状部４５２を備えている。この形状部４５２からは、耳甲介腔２２７内を充填するように形成される耳甲介腔挿入部４５４が一体形成または別部品として固定されている。また、この形状部４５２からは耳輪２２５の付け根に沿うように耳掛け部４５１が一体形成または別部品として固定されている。さらにこの形状部４５２からは、耳珠２２１を跨ぐように片支持部４５５が一体または別部品として固定されている。

また、カフ組立体４０６を被測定部位に対して略直交する方向に移動可能に保持するカフ調節部となるカフ突出長調節ネジ４１１を設けたカフ保持部４１５が、図示のように片支持部４５５に固定されている。以上のようにカフ装着手段となる一体部材４５０が形成される。

上記の耳甲介腔挿入部４５４は、耳甲介腔２２７に挿入されて装着部４０３の装着を安定させるためのものである。さらに、耳掛け部４５１は、メガネフレームの耳掛け部と略同様な形状をなしている。次に、結合部３００は、被覆部材９で覆われた配管４及び配線５を装置本体２と結合するためのものであり、両用コネクタ機能を備えることで着脱可能な構成としている。

以上の形状部４５２と耳掛け部４５１を図示の形状のように成形するための使用樹脂材料としてはポリカーボネイト系、ＡＢＳ系、ＰＯＭ系、ＰＰＳ系などの樹脂材料が使用できる。また、使用材料としては量産性、寸法安定性、コスト面などから樹脂材料を通常用いることになるがこれに限定されず、軽金属、木、紙、各種素材を組み合わせたハイブリット構成としても良い。また、各種サイズに対応させて各部品の色を病院向けにはオレンジ、一般用途向けにはブルー、子供向けには白などとして色分けすると良い。

形状部４５２、耳掛け部４５１及び耳甲介腔挿入部４５４を耳に装着すると、カフ組立体４０６は丁度浅側頭動脈２２８の上に位置する。なお、浅側頭動脈２２８の位置は多少個人差があるため、突出部４５５からの保持部材４１５の突出長を調整できるように長さ調節機構（不図示）を設けても良い。

次に、図１３の装着部４０３の立体分解図において、突出部４５５に取り付けられた保持部材４１５にはカフ突出長調節機構としてのカフ突出長調節ネジ４１１のためのネジ穴４１５ａが設けられている。また、そのカフ突出長調節ネジ１１の先端にはカフ組立体６が首振り可能なように取り付けられている。カフ突出長調節ネジ１１を時計回りに回すとカフ突出長が短くなり、逆に反時計回りに回すと長くなる。このように、カフ組立体４０６が浅側頭動脈２２８に対して充分な圧力で接触する状態を保持させる調節が可能になるので、個人毎に大きく変動する浅側頭動脈付近の頭部形状に対してカフを所定位置で安定して装着する状態を維持できることとなる。また、カフ組立体４０６はカフ突出長調節ネジ４１１に首振り機構４６０及び４６１を介して取り付けられる。そして、このカフ組立体４０６の略中央側面には嵌合穴部４５１が形成されている。またカフ保持部材４１５の他端には雌ネジ穴部４１５ａが形成されており、これに対してカフ調節部である調節ネジ４１１が図示のように螺合されている。また、調節ネジ４１１の先端には嵌合穴部４５１に対して圧入して嵌合される首振り機構４６０及び４６１が取り付けられ、嵌合後にカフ組立体４０６を自在に首振り可能にしている。一方、耳甲介から対輪にかけての空間部位に充填される略いちご形状を有する形状部４５２からは外耳道に向けて延設される耳甲介腔挿入部４５４と、この耳甲介腔挿入部４５４に対して図示のように略直交する片支持部４５５が一体成形される。

さらに、この形状部４５２からは上方に向けて上記の耳の付け根部に沿う形状の耳掛け部４５１が一体または個別部品として形成されており、全体が一体部材４５０として構成されている。つまり、この一体部材４５０は、耳掛け部４５１と耳甲介腔挿入部４５４と片支持部４５５を備える形状部４５２とから構成される。

カフ保持部材４１５は図示のように突出形成される雄ネジ部４１５ｂを備え、この雄ネジ部４１５ｂは、片支持部４５５に設けられた雌ネジ穴部４５５ａに螺合してカフ保持部材４１５を一体部材４５０に固定する。そして、カフ保持部材４１５を片支持部４５５の雌ネジ部４５５ａに取り付けた後は、セットネジ４５５ｂによって最終的に固定される。 このように、カフ保持部材４１５を螺合構造で一体部材４５０に取り付けるようにしたので、カフ保持部材４１５の一体部材４５０に対する取付け角度を可変とすることができ、よって被験者の側頭部にカフ組立体４０６を当接する角度を任意に調節することができるようになる。従って、カフ首振り機構と相俟って、個人差のある側頭部の様々な形状に対応することができ、より正確な血圧を測定できる構造を提供することが可能となる。

なお、いちご形状の形状部４５２の端部４５２ａは対輪に対して当接する部分となるが、上記のように耳甲介から対輪にかけての固体差が大きいので各種サイズの形状部４５２を準備すると良い。

最後に図１４は、図１２の耳式血圧計１を光電容積脈波血圧計として構成した場合の装置本体２内における動作回路１００の構成を示すブロック図である。本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、配線５と配管４を介して接続されたカフ組立体４０６には発光ダイオード２０と受光フォトトランジスタ２１とが内蔵されており図示のように接続されている。

耳介の様子を示す外観斜視図である。 耳式血圧計１の全体構成例を示す外観斜視図である。 （ａ）は、カフの自在軸受けの分解図、（ｂ）は完成後の要部断面図である。 （ａ）は、図２に図示した耳式血圧計１を耳にセットした後の外観斜視図であり、（ｂ）はプロテクター１０を使用する様子を図示した外観斜視図である。 配線と配管を一体化した様子を示す外観斜視図である。 図２の耳式血圧計１を光電容積脈波血圧計として構成した場合の装置本体２内における動作回路１００の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、加圧装置１５の中心断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図、（ｃ）は別構成の加圧装置１５の中心断面図、（ｄ）はダックビル弁２２の外観斜視図である。 （ａ）は、装置本体２に設けられるドア１４を閉じた状態にした外観斜視図、（ｂ）はドア１４を開いた状態にすることで円筒チューブ１６を外部から押圧する様子を示した外観斜視図である。 上記のドア１４の開閉に伴い設定される手動モードと通常モードとに自動切換えする動作説明フローチャートである。 耳式血圧計（光電容積脈波血圧計）１の測定処理を説明するためのフローチャートである。 カフ圧と脈波信号の相関関係を示す図である。 別実施形態に係る血圧装置１の全外観を示す図である。 装着部４０３の立体分解図である。 図１２の耳式血圧計１を光電容積脈波血圧計として構成した場合の装置本体２内における動作回路１００の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 耳式血圧計
２ 装置本体
３ 保持部材
４ 配管
５ 配線（信号・電源線）
６、７ カフ組立体
９ 被覆部材
１０ プロテクター
１１ 第１保持部材
１２ 第２保持部材
１４ ドア
１５ 加圧装置
１６ 円筒チューブ（中空部材）
２０ 発光フォトトランジスタ
２１ 受光フォトトランジスタ
２２ カフ袋体
２３ 蓋部
２５ 押圧面
２７ 胴部
３３ ０リング
４０ カフ部材

Claims (10)

1. 外耳道に挿入される内側カフと、耳珠の外側に位置される外側カフと、
   前記内側カフと前記外側カフとを適所に保持する保持手段と、
   前記内側カフまたは前記外側カフの少なくとも一方に内蔵され、血管を流れる血液から脈波信号を検出する脈波検出手段と、
   前記内側カフと前記外側カフとにより耳珠を挟持した後に、前記内側カフと前記外側カフとを空気を含む加圧流体により加圧する加圧手段と、
   前記内側カフと前記外側カフとを減圧する減圧手段と、
   前記内側カフおよび前記外側カフと前記加圧手段及び減圧手段との間に接続される配管と、
   前記配管から分岐して接続され、前記内側カフと前記外側カフの圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記脈波信号から血圧値を測定する血圧測定制御手段と、
   前記脈波検出手段と前記血圧測定制御手段との間に接続される配線と、を備え、
   前記加圧手段は、
   容積部に連通する第１開口部と第２開口部とを有し、前記容積部を外部からの押圧力で縮小させることで前記加圧流体を発生するとともに、前記押圧力の解除で元の形状に繰り返し復帰する中空部材と、
   前記押圧力を発生する押圧力発生手段と、
   前記加圧流体を前記内側カフおよび前記外側カフに送り、前記加圧流体の逆流を防止するように前記第１開口部と前記配管との間に接続される第１逆止弁と、
   前記容積部中に外部流体を導入するとともに、前記外部流体の逆流を防止するように前記第２開口部に接続される第２逆止弁と、
   から構成されることを特徴とする血圧測定装置。
2. 被測定部位となる浅側頭動脈またはその周辺部を押圧するカフと、
   耳甲介から対輪にかけての空間部位を略充填するとともに、対輪を押圧する押圧部を有する形状部と、
   前記形状部から、耳甲介腔内を充填するように形成される耳甲介腔挿入部と、
   前記形状部から、耳輪の付け根に沿うように延設される耳掛け部と、
   前記形状部から、耳珠を跨ぐように形成される片支持部と、
   前記カフを前記被測定部位に対して略直交する方向に移動可能に保持するカフ調節部を設けるとともに、前記片支持部にその一端が固定され、その他端に前記カフ調節部を配置したカフ保持部と、から構成されるカフ装着手段と、
   前記カフに内蔵され、血管を流れる血液から脈波信号を検出する脈波検出手段と、
   前記カフを空気を含む加圧流体により加圧する加圧手段と、
   前記カフを減圧する減圧手段と、
   前記カフと前記加圧手段及び減圧手段との間に接続される配管と、
   前記配管から分岐して接続され、前記カフの圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記脈波信号から血圧値を測定する血圧測定制御手段と、
   前記脈波検出手段と前記血圧測定制御手段との間に接続される配線と、を備え、
   前記加圧手段は、
   容積部に連通する第１開口部と第２開口部とを有し、前記容積部を外部からの押圧力で縮小させることで前記加圧流体を発生するとともに、前記押圧力の解除で元の形状に繰り返し復帰する中空部材と、
   前記押圧力を発生する押圧力発生手段と、
   前記加圧流体を前記カフに送り、前記加圧流体の逆流を防止するように前記第１開口部と前記配管との間に接続される第１逆止弁と、
   前記容積部中に外部流体を導入するとともに、前記外部流体の逆流を防止するように前記第２開口部に接続される第２逆止弁と、
   から構成されることを特徴とする血圧測定装置。
3. 前記中空部材は弾性材料から成形される円筒チューブを含み、
   また、前記押圧力発生手段は、前記円筒チューブの外周面を押し潰すように駆動される電磁ソレノイドまたは電動アクチエータ、あるいは手動を動力源とす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。
4. 前記加圧手段は、前記円筒チューブの内径を５ｍｍ、押し潰し量を４ｍｍ、押し潰し幅を１０ｍｍとして２４回分前記円筒チューブを押圧するで、３秒間以内に３ｃｃの前記加圧流体を発生することを特徴とする請求項３に記載の血圧測定装置。
5. 前記駆動源は、通常モードにおいて前記電磁ソレノイドまたは前記電動アクチエータをバッテリ―駆動して前記駆動するとともに、手動モードにおいて前記円筒チューブを外部操作できるように露出することで前記手動で駆動することを特徴とする請求項３に記載の血圧測定装置。
6. 前記第１逆止弁、前記第２逆止弁は、ゴム製またはエラストマー製のアンブレラ弁、ダックビル弁、またはボール弁を内蔵するとともに、前記第１開口部と前記第２開口部に接続される口金部を一体成形した容器を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の血圧測定装置。
7. 前記脈波検出手段は、血管内を流れる血液による光の吸収および反射、または透過により得られる信号を得るための発光素子と受光素子とからなる光学式であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の血圧測定装置。
8. 前記脈波検出手段と前記加圧手段と前記減圧手段と前記血圧測定制御手段とを装置本体に内蔵し、
   前記保持手段または前記カフ装着手段と前記装置本体との間を、前記配管と前記配線とを同時に断続するコネクタを介して接続したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の血圧測定装置。
9. 外耳道に内側カフを挿入し、耳珠の外側に外側カフを位置させるために、前記内側カフと前記外側カフとを保持手段により適所に保持し、
   脈波検出手段により前記内側カフまたは前記外側カフの少なくとも一方に内蔵され、血管を流れる血液から脈波信号を検出するために、
   前記内側カフと前記外側カフとにより耳珠を挟持した後に、容積部に連通する第１開口部と第２開口部とを有し、容積部を外部からの押圧力で縮小させることで前記加圧流体を発生するとともに、前記押圧力の解除で元の形状に繰り返し復帰する中空部材と、前記押圧力を発生する押圧力発生手段と、前記加圧流体を前記内側カフおよび前記外側カフに送り、前記加圧流体の逆流を防止するように前記第１開口部と前記配管との間に接続される第１逆止弁と、前記容積部中に外部流体を導入するとともに、前記外部流体の逆流を防止するように前記第２開口部に接続される第２逆止弁とから構成された加圧手段により前記内側カフと前記外側カフとを空気を含む加圧流体により加圧し、
   減圧手段により、前記内側カフと前記外側カフとを減圧し、
   前記内側カフおよび前記外側カフと前記加圧手段及び減圧手段との間に接続される配管と、
   前記配管から分岐して接続され、前記内側カフと前記外側カフの圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記脈波信号から血圧値を測定する血圧測定制御手段と、
   前記脈波検出手段と前記血圧測定制御手段との間に接続される配線と、を介して血圧測定を行うことを特徴とする血圧測定方法。
10. 耳甲介から対輪にかけての空間部位を略充填するとともに、対輪を押圧する押圧部を有する形状部と、前記形状部から、耳甲介腔内を充填するように形成される耳甲介腔挿入部と、前記形状部から、耳輪の付け根に沿うように延設される耳掛け部と、前記形状部から、耳珠を跨ぐように形成される片支持部と、カフを前記被測定部位に対して略直交する方向に移動可能に保持するカフ調節部を設けるとともに、前記片支持部にその一端が固定され、その他端に前記カフ調節部を配置したカフ保持部と、から構成されるカフ装着手段により前記カフを保持して、被測定部位となる浅側頭動脈またはその周辺部を押圧し、
    前記カフに内蔵される脈波検出手段により、血管を流れる血液から脈波信号を検出するために、
    容積部に連通する第１開口部と第２開口部とを有し、容積部を外部からの押圧力で縮小させることで前記加圧流体を発生するとともに、前記押圧力の解除で元の形状に繰り返し復帰する中空部材と、前記押圧力を発生する押圧力発生手段と、前記加圧流体を前記カフに送り、前記加圧流体の逆流を防止するように前記第１開口部と前記配管との間に接続される第１逆止弁と、前記容積部中に外部流体を導入するとともに、前記外部流体の逆流を防止するように前記第２開口部に接続される第２逆止弁とから構成された加圧手段により前記カフを空気を含む加圧流体により加圧し、
    減圧手段により、前記カフを減圧し、
    前記脈波信号から血圧値を測定する血圧測定制御手段と、
    前記脈波検出手段と前記血圧測定制御手段との間に接続される配線と、を介して血圧測定を行うことを特徴とする血圧測定方法。

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