JP4914916B2 - 生体情報計測装置 - Google Patents
生体情報計測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4914916B2 JP4914916B2 JP2009504998A JP2009504998A JP4914916B2 JP 4914916 B2 JP4914916 B2 JP 4914916B2 JP 2009504998 A JP2009504998 A JP 2009504998A JP 2009504998 A JP2009504998 A JP 2009504998A JP 4914916 B2 JP4914916 B2 JP 4914916B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- biological information
- subject
- self
- sensor device
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 20
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 10
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 10
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 9
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 8
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 4
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 108010064719 Oxyhemoglobins Proteins 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 2
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 2
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 101710089165 Protein white Proteins 0.000 description 1
- 206010041349 Somnolence Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000005534 hematocrit Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 210000004927 skin cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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 pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02438—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate with portable devices, e.g. worn by the patient
-
- 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 pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02444—Details of sensor
-
- 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 pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/0261—Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
- A61B5/14552—Details of sensors specially adapted therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6843—Monitoring or controlling sensor contact pressure
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Surgery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Hematology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Description
本願は、例えば被検体の血流速度、酸素飽和度、脈拍等の生体情報を計測するための生体情報計測装置の技術分野に属する。
従来、被検体の血流を計測するレーザ血流計を備えた生体情報監視システムとしては、例えば特許文献１に開示されたものがある。すなわち、この生体情報監視システムは、生体組織に照射されるレーザ光が生体組織内で散乱することによって生じる散乱光に基づいて血流を計測するレーザ血流計を備えている。
具体的には、このレーザ血流計は、生体内にレーザ光を照射する照射手段と、この照射手段により照射されるレーザ光が生体組織内で散乱することによって生じる散乱光を検出する検出手段と、上記散乱光を集光して上記検出手段により検出させるための集光手段とを、それぞれ収納する収納ケースを備え、この収納ケースの外周面を構成するうちで、計測の際に生体組織の表面に当接する当接面が略平面状に形成されている。
特許第３４９０４３３号公報
ところで、上述した特許文献１に開示された生体情報監視システムのレーザ血流計は、収納ケースに平面状に形成された当接面に指等の皮膚を押し付け、バンド等の固定手段により固定することで計測を行っているものの、上記当接面に指等の皮膚を強く抑え過ぎると、毛細血管が圧迫されることとなり、図１に示すように血流が阻害されてＳＮ比が低下し、良好な計測が行えないため、レーザ血流計の取り付け方法に細心の注意を払う必要があった。
一方、このようなレーザ血流計をヘッドホン、ヘッドセット等の機器に組み付けることで、人体の生体情報を音楽プレーヤー等のエンターテイメント機器の動作に反映させる用途が考えられるが、医療従事者がレーザ血流計を装着するのではないため、従来のレーザ血流計の構造では、取り付け方法によるばらつきが大きく、良好なＳＮ比での分析を行うことができないという問題がある。
本願は、上記の事情を考慮してなされたもので、その課題の一例としては、生体の毛細血管への圧迫を抑制し、生体情報の計測結果を安定化させるとともに、良好なＳＮ比が得られる生体情報計測装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項１に記載の生体情報計測装置は、取付部材に、被検体の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置が取り付けられた生体情報計測装置であって、前記自発光型センサ装置は、前記生体情報の計測時に前記被検体に対して非接触となる部位に設けられ、前記取付部材に凹部が形成され、当該凹部内に前記自発光型センサ装置が収納され、前記凹部の開口縁に面取り部が形成されていることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、請求項４に記載の生体情報計測装置は、取付部材に、被検体の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置が取り付けられた生体情報計測装置であって、前記自発光型センサ装置は、前記生体情報の計測時に前記被検体に対して非接触となる部位に設けられ、前記取付部材に凹部が形成され、当該凹部内に前記自発光型センサ装置が収納され、当該自発光型センサ装置は、光を前記被検体に対して照射する照射部と、当該照射された光に起因する前記被検体からの光を検出する受光部と、を含み、前記照射部と前記受光部の各中心の間隔をdとするとき、前記取付部材に形成された前記凹部の深さＤがｄ以上であって、前記凹部の開口幅Ｗが少なくとも前記照射部及び前記受光部を含む幅であることを特徴とする。
更に、上記課題を解決するために、請求項５に記載の生体情報計測装置は、取付部材に、被検体の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置が取り付けられた生体情報計測装置であって、前記自発光型センサ装置に透光性を有する前面板が設けられ、前記生体情報の計測時に前記被検体に対して前記前面板の一部が接触し、前記前面板に突起部が形成されていることを特徴とする。
更に、上記課題を解決するために、請求項５に記載の生体情報計測装置は、取付部材に、被検体の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置が取り付けられた生体情報計測装置であって、前記自発光型センサ装置に透光性を有する前面板が設けられ、前記生体情報の計測時に前記被検体に対して前記前面板の一部が接触し、前記前面板に突起部が形成されていることを特徴とする。
１ 生体情報計測装置
２ 収納部材
３ 凹部
４ 被検体
５ 取付部材
６ 段差部
１０ 自発光型センサ装置
１１ 基板
１２ レーザダイオード
１３ フォトダイオード
１４ 前面板
１５ 信号処理・制御回路
２ 収納部材
３ 凹部
４ 被検体
５ 取付部材
６ 段差部
１０ 自発光型センサ装置
１１ 基板
１２ レーザダイオード
１３ フォトダイオード
１４ 前面板
１５ 信号処理・制御回路
以下、本願の最良の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する第１〜第７実施形態は、自発光型センサ装置の一例として医療に適用した場合の実施形態である。
（第１実施形態）
図２を参照して、本願の第１実施形態における生体情報計測装置について説明する。図２は本願の第１実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。
図２を参照して、本願の第１実施形態における生体情報計測装置について説明する。図２は本願の第１実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。
図２に示すように、生体情報計測装置１は取付部材の一例であるシリコーン樹脂製の収納部材２を有し、この収納部材２の上面を被検体４である生体の当接面２ａとしている。この収納部材２には、平面視四角形の凹部３が形成されている。この凹部３内には、被検体４の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置１０が収納されている。本実施形態の自発光型センサ装置１０としては、主としてマイクロセンサが用いられる。
自発光型センサ装置１０は、保持部材の一例としての基板１１と、この基板１１に配置され、かつ被検体４に対してレーザ光を照射する照射部の一例としてのレーザダイオード１２と、基板１１に配置され、かつ照射されたレーザ光に起因する被検体４からの散乱光を検出する受光部の一例としてのフォトダイオード１３と、これらレーザダイオード１２及びフォトダイオード１３の前面に被検体４と対向するように配置され、かつ透光性を有する前面板１４とを備え、この前面板１４を通してレーザダイオード１２及びフォトダイオード１３による光の照射及び受光が行われるように構成されている。
ここで、レーザダイオード１２の半導体レーザには、例えば比較的安価であるファブリペロー（ＦＰ）型レーザや面発光レーザが用いられることが多い。そして、レーザダイオード１２及びフォトダイオード１３は、基板１１に配置するようにしたが、この基板１１に限らずレーザダイオード１２及びフォトダイオード１３を保持するものであれば如何なるものであってもよい。上記ＦＰ型レーザを用いる場合は、光が端面から出射されるため、図示しないレーザ収納部の斜面等を反射面として利用することで光を生体に照射可能とすることができる。また、レーザダイオード１２から出射された光が、生体を介さずに直接フォトダイオード１３に入射することは、本来目的としている生体情報の検出の妨げとなるため、レーザダイオード１２とフォトダイオード１３との間に、図示しない遮光壁を設けるのが好適であり、この遮光壁に用いる材料としては、レーザ光を透過しない反射膜や樹脂等が望ましい。
また、前面板１４は、レーザダイオード１２及びフォトダイオード１３等の光学部品を保護する機能を有し、レーザダイオード１２から出射する光が可視光の場合には、ガラス板が用いられ、赤外光の場合は、シリコーン板が用いられる。そして、フォトダイオード１３の上部の前面板１４には、図示しない遮光膜が形成され、フォトダイオード１３に入射する光を制限している。このため、フォトダイオード１３には、図２における上方向から下方向への光のみが入射する。これにより、検出しなくてもよい光がフォトダイオード１３に入射するのを防止し、検出精度を高めることができる。同様の効果を有する構造として、例えば前面板１４に微小ピンホールを形成し、この微小ピンホールと上記遮光膜とを組み合わせると、検出しなくてもよい光がフォトダイオード１３に入射するのを確実に防止することができる。
自発光型センサ装置１０は、レーザダイオード１２が被検体４である生体の皮膚へ向けてレーザ光を出射し、皮下の赤血球等の生体組織によって散乱されて戻ってきた散乱光をフォトダイオード１３により受光することで、血流速度や酸素飽和度、その他の体液成分を計測する。そして、自発光型センサ装置１０は、信号処理・制御回路１５及び図示しない電源等に電気的に接続され、この信号処理・制御回路１５は、自発光型センサ装置１０により受光した散乱光を増幅し、この散乱光を解析することにより、血流速度等を求める機能を有する。なお、信号処理・制御回路１５等の全部又は一部を基板１１に組み込んでも良い。この場合は、基板１１にシリコーンを用い、これを基板として集積回路を作り込むことで、自発光型センサ装置１０を小型化することができる。
収納部材２に形成された凹部３は、レーザダイオード１２とフォトダイオード１３の各中心の間隔をｄとするとき、深さＤがｄ以上であって、その最小の開口幅Ｗが少なくともレーザダイオード１２及びフォトダイオード１３を含む幅に設定されている。すなわち、凹部３の開口部を上面から見たときの最小の開口幅をＷとしたとき、Ｗ＞ｄとしている。
ここで、レーザダイオード１２とフォトダイオード１３の各中心の間隔をdは、レーザダイオード１２から照射されたレーザ光がフォトダイオード１３により受光する散乱光を妨げない間隔であって、自発光型センサ装置１０の小型化を維持する条件に基づいて設定されている。
収納部材２に関しては、図面上は、自発光型センサ装置１０を収納するための部材のように見えるが、例えば自発光型センサ装置１０を組み込んで利用する製品の一部であっても構わない。また、収納部材２の材料としてシリコーン樹脂を例に挙げたが、本実施形態で製品に自発光型センサ装置１０を組み込むことができれば、収納部材２は製品自体を構成するプラスチックや金属等の材料であっても構わない。
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。
図２に示すように、本実施形態の生体情報計測装置１は、例えば被検体４である指先を自発光型センサ装置１０が収納された収納部材２における凹部３の開口部を横切って当接面２ａに当接させる。
次いで、レーザダイオード１２を駆動することで、レーザダイオード１２からレーザ光が出射し、このレーザ光が前面板１４を透過して被検体４である指先にレーザ光を照射することにより、生体組織の血流速度を計測する。この際、レーザ光を照射する部位は、表皮から比較的近い位置に密に毛細血管が分布しているような部位（例えば、手、足、顔や耳等）であることが望ましい。
そして、被検体４である指先に照射されたレーザ光は、生体の一定の深度まで浸透し、被検体４の血液や皮膚細胞等の生体組織により散乱される。この散乱光が図示しないレンズ等の集光手段によって集光されてフォトダイオード１３により検出される。ここで、血管中を流れる赤血球によって散乱した光にはドップラーシフトが起こり、赤血球の移動速度、つまり血液の流れる速度に依存して光の波長が変化する。このドップラーシフト量を算出することにより、血流速度を算出することができる。
また、フォトダイオード１３は、生体組織から散乱光を受光して上記生体組織内の血流速度の他、血流量、血液量、脈拍等の生体情報を求めることができる。
このように本実施形態によれば、自発光型センサ装置１０は、生体情報の計測時に被検体４に対して非接触となる部位に収納されていることから、被検体４に対する加圧力が小さくなり、被検体４である生体の毛細血管への圧迫が抑制され、図３に示すように生体情報の計測結果を安定化させるとともに、良好なＳＮ比を得ることができる。
すなわち、本実施形態では、被検体４を収納部材２における凹部３の開口部を横切って当接面２ａに当接させることにより、被検体４に対する加圧力が小さくなる。したがって、図３に示すように測定部である被検体４に対する加圧力が小さいときは、生体情報を良好なＳＮ比で計測することができ、また、測定部である被検体４が加圧されたとしても測定部位の血流の阻害が少なく、ＳＮ比の低下が軽微であることが判明した。
また、本実施形態によれば、収納部材２に平面視四角形の凹部３が形成され、この凹部３内に自発光型センサ装置１０が収納されていることから、自発光型センサ装置１０を被検体４に対して非接触となる部位に確実かつ容易に位置決めすることができる。
なお、本実施形態では、照射された光に起因する被検体４からの光を散乱光としたが、これ以外に反射、回析、屈折、透過、ドップラーシフトされた光等を含むものである。
また、本実施形態では、凹部３を平面視四角形に形成したが、これに限らず平面視でその他の多角形、円形、楕円形、半円形であってもよい。これは、以下の実施形態において、凹部３を形成した実施形態についても同様である。
さらに、本実施形態では、自発光型センサ装置１０が収納された凹部３に測定部位の硬度以下の材料、例えば軟質ゴム等の透明軟質材料を充填すれば、塵埃等の夾雑物が滞留するのを未然に防止することが可能となる。そして、医療用の場合、凹部３内に透明な液体を充填すれば、自発光型センサ装置１０と被検体４である皮膚界面とを安定な状態に維持することができ、格段に安定した生体計測を行うことができる。
（第２実施形態）
図４は本願の第２実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。なお、前記第１実施形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を用いて説明する。その他の実施形態も同様である。
図４は本願の第２実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。なお、前記第１実施形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を用いて説明する。その他の実施形態も同様である。
図４に示すように、本実施形態の生体情報計測装置１Ａは、取付部材としての収納部材２を有し、この収納部材２には、平面視四角形の凹部３が形成されている。凹部３内には、被検体４の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置１０が収納されている。そして、本実施形態では、凹部３の開口縁に面取り部３ａが形成されている。
したがって、本実施形態では、凹部３の開口縁に面取り部３ａを形成したことから、前記第１実施形態と比較して収納部材２における被検体４の当接面２ａが狭くなり、被検体４に対する接触面積が小さくなる。
自発光型センサ装置１０は、保持部材の一例としての基板１１と、この基板１１に配置され、かつ被検体４に対してレーザ光を照射する照射部の一例としてのレーザダイオード１２と、基板１１に配置され、かつ照射されたレーザ光に起因する被検体４からの散乱光を検出する受光部の一例としてのフォトダイオード１３と、これらレーザダイオード１２及びフォトダイオード１３の前面に被検体４と対向するように配置され、かつ透光性を有する前面板１４とを備え、この前面板１４を通してレーザダイオード１２及びフォトダイオード１３による光の照射及び受光が行われるように構成されている。なお、自発光型センサ装置１０のその他の構成及び作用は、前記第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。これは、以下の実施形態における自発光型センサ装置１０についても同様とする。
このように本実施形態によれば、凹部３の開口縁に面取り部３ａを形成したことにより、被検体４に対する接触面積が小さくなって加圧力が小さくなり、被検体４である生体の毛細血管への圧迫が一段と抑制され、生体情報の計測結果を安定化させるとともに、良好なＳＮ比を得ることができる。
なお、本実施形態においては、図４に示す面取り部３ａをより大きく形成することにより、塵埃等の夾雑物が滞留するのを未然に防止することが可能となる。
また、本実施形態においては、医療用の場合、前記第１実施形態の変形例と同様に、凹部３内に透明な液体を充填すれば、自発光型センサ装置１０と被検体４である皮膚界面とを安定な状態に維持することができ、格段に安定した生体計測を行うことができる。これは、以下の実施形態において凹部を形成した実施形態であれば適用可能である。
（第３実施形態）
図５は本願の第３実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。
図５は本願の第３実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。
図５に示すように、本実施形態の生体情報計測装置１Ｂは、取付部材としての収納部材２を有し、この収納部材２には、凹部３が形成されている。この凹部３内には、被検体４の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置１０が収納されている。
本実施形態では、凹部３の開口縁に緩やかに傾斜した傾斜面３ｂが形成されている。この傾斜面３ｂは、収納部材２における被検体４の当接面２ａから自発光型センサ装置１０の前面板１４の上面まで曲線状に緩やかに傾斜した傾斜面に形成されている。
このように本実施形態によれば、凹部３の開口縁に緩やかに傾斜した傾斜面３ｂを形成したことにより、前記第２実施形態と同様に被検体４に対する接触面積が小さくなって加圧力が小さくなり、被検体４である生体の毛細血管への圧迫が一段と抑制され、生体情報の計測結果を安定化させるとともに、良好なＳＮ比を得ることができる。
また、本実施形態によれば、凹部３の開口縁に緩やかに傾斜した傾斜面３ｂを形成したことにより、凹部３に塵埃等の夾雑物が滞留するのを未然に防止することが可能となる。
（第４実施形態）
図６は本願の第４実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。
図６は本願の第４実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。
図６に示すように、本実施形態の生体情報計測装置１Ｃは、取付部材としての収納部材２を有し、この収納部材２には、凹部３が形成されている。この凹部３内には、被検体４の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置１０が収納されている。
本実施形態では、凹部３に自発光型センサ装置１０を収納した際、自発光型センサ装置１０の前面板１４と収納部材２の上面とが同一高さになるように凹部３が前記第１〜第３実施形態と比較して浅く形成されている。
また、本実施形態では、凹部３の開口縁に突起部２ｂが収納部材２と一体に形成されている。この突起部２ｂは、断面略半円形をなし、平面視円環状に連なるように形成されている。この突起部２ｂの高さＨは、レーザダイオード１２とフォトダイオード１３の各中心の間隔ｄ以上であって、突起部２ｂの開口幅Ｗが少なくともレーザダイオード１２及びフォトダイオード１３を含む幅に設定されている。
したがって、本実施形態の生体情報計測装置１Ｃは、例えば被検体４である指先を自発光型センサ装置１０が収納された収納部材２における突起部２ｂの開口部を横切って突起部２ｂに当接させる。
次いで、レーザダイオード１２を駆動することで、レーザダイオード１２からレーザ光が出射し、このレーザ光が前面板１４を透過して被検体４である指先にレーザ光を照射することにより、例えば生体組織の血流速度を計測する。
このように本実施形態によれば、凹部３の開口縁に突起部２ｂを収納部材２と一体に形成したことにより、前記第１〜第３実施形態の効果に加え、突起部２ｂにより自発光型センサ装置１０の取付位置が規定されるため、自発光型センサ装置１０の取り付けを容易に行うことができる。
なお、本実施形態では、突起部２ｂを断面略半円形に形成した例について説明したが、これに限らず角形に形成してもよい。また、本実施形態では、突起部２ｂを平面視円環状に連なるように形成したが、これ以外に一定間隔をおいて所定の形状となるように多数点在するように形成してもよい。
また、本実施形態では、凹部３の開口縁に突起部２ｂを収納部材２と一体に形成した例について説明したが、これに限らず、別途合成樹脂等の材料により突起部を形成し、この突起部を凹部３の開口縁に接合するようにしてもよい。これにより、比較的容易に突起部を設けることができる。
さらに、本実施形態では、前記第１実施形態の変形例と同様に、自発光型センサ装置１０が収納された凹部３上の突起部２ｂ内に測定部位の硬度以下の材料、例えば軟質ゴム等の透明軟質材料を充填すれば、塵埃等の夾雑物が滞留するのを未然に防止することが可能となる。そして、医療用の場合、凹部３上の突起部２ｂ内に透明な液体を充填すれば、自発光型センサ装置１０と被検体４である皮膚界面とを安定な状態に維持することができ、格段に安定した生体計測を行うことができる。これは、以下の実施形態において突起部を形成した実施形態であれば適用可能である。
（第５実施形態）
図７は本願の第５実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。
図７は本願の第５実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。
図７に示すように、本実施形態の生体情報計測装置１Ｄは、取付部材５を有し、この取付部材５には、段差部６が形成されている。この段差部６の隅角部には、被検体４の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置１０が配置されている。
また、取付部材５における被検体４の当接面５ａと自発光型センサ装置１０の前面板１４との間隔Ｄは、レーザダイオード１２とフォトダイオード１３の各中心の間隔ｄ以上に設定されている。
なお、本実施形態は、自発光型センサ装置１０の側面が露出することになるので、自発光型センサ装置１０の側面を保護するための側面板を接合することが望ましい。
このように本実施形態によれば、取付部材５に段差部６が形成され、この段差部６に自発光型センサ装置１０を配置したことにより、段差部６で取付部材５の一側面が開放されることとなり、前記第１実施形態の効果に加え、自発光型センサ装置１０を極めて容易に実装することができる。
（第６実施形態）
図８は本願の第６実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。
図８は本願の第６実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。
図８に示すように、本実施形態の生体情報計測装置１Ｅは、取付部材としての収納部材２を有し、この収納部材２には、平面視四角形の凹部３が形成されている。この凹部３内には、被検体４の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置１０が収納されている。
また、本実施形態では、自発光型センサ装置１０の前面板１４に平面視四角形の凹部１４ａが形成されている。そして、凹部３に自発光型センサ装置１０を収納した際、前面板１４の開口面１４ｂと収納部材２の当接面２ａとが同一高さになるように前面板１４が形成されている。
さらに、前面板１４に形成された凹部１４ａは、レーザダイオード１２とフォトダイオード１３の各中心の間隔をｄとするとき、深さＤがｄ以上であって、その最小の開口幅Ｗが少なくともレーザダイオード１２及びフォトダイオード１３を含む幅に設定されている。
したがって、本実施形態の生体情報計測装置１Ｅは、例えば被検体４である指先を収納部材２の当接面２ａと前面板１４の開口面１４ｂを横切るように当接させる。すなわち、生体情報の計測時には、被検体４に対して前面板１４の一部が接触することになる。
次いで、レーザダイオード１２を駆動することで、レーザダイオード１２からレーザ光が出射し、このレーザ光が前面板１４を透過して被検体４である指先にレーザ光を照射することにより、例えば生体組織の血流速度を計測する。
このように本実施形態によれば、生体情報の計測時、被検体４に対して前面板１４の一部が接触するようにしたので、前記第１実施形態と同様に、被検体４に対する加圧力が小さくなり、被検体４である生体の毛細血管への圧迫が抑制され、生体情報の計測結果を安定化させるとともに、良好なＳＮ比を得ることができる。
なお、本実施形態において、前記第２実施形態と同様に前面板１４の凹部１４ａの開口縁に面取り部を形成したり、あるいは前記第３実施形態と同様に凹部１４ａの開口縁に緩やかに傾斜した傾斜面を形成すれば、凹部１４ａに塵埃等の夾雑物が滞留するのを未然に防止することが可能となる。
（第７実施形態）
図９は本願の第７実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。
図９は本願の第７実施形態に係る生体情報計測装置を示す概略断面図である。
図９に示すように、本実施形態の生体情報計測装置１Ｆは、取付部材としての収納部材２を有し、この収納部材２には、凹部３が形成されている。この凹部３内には、被検体４の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置１０が収納されている。
本実施形態では、凹部３に自発光型センサ装置１０を収納した際、自発光型センサ装置１０の前面板１４と収納部材２の上面とが同一高さになるように凹部３が前記第６実施形態と比較して浅く形成されている。
また、本実施形態では、前面板１４の上面に突起部１４ｃが前面板１４と一体に形成されている。この突起部１４ｃは、断面略半円形をなし、平面視円環状に連なるように形成されている。この突起部１４ｃの高さＨは、レーザダイオード１２とフォトダイオード１３の各中心の間隔ｄ以上であって、突起部１４ｃの開口幅Ｗが少なくともレーザダイオード１２及びフォトダイオード１３を含む幅に設定されている。
したがって、本実施形態の生体情報計測装置１Ｆは、例えば被検体４である指先を自発光型センサ装置１０の前面板１４における突起部１４ｃの開口部を横切って突起部１４ｃに当接させる。
次いで、レーザダイオード１２を駆動することで、レーザダイオード１２からレーザ光が出射し、このレーザ光が前面板１４を透過して被検体４である指先にレーザ光を照射することにより、例えば生体組織の血流速度を計測する。
このように本実施形態によれば、前面板１４の上面に突起部１４ｃを一体に形成したことにより、前記第６実施形態の効果に加え、自発光型センサ装置１０の取り付けを容易に行うことができる。
なお、本実施形態では、前面板１４の上面に突起部１４ｃを一体に形成した例について説明したが、これに限らず、別途透光性を有する合成樹脂等の材料により突起部を形成し、この突起部を前面板１４の上面に接合するようにしてもよい。これにより、比較的容易に突起部を設けることができる。その他の変形例は、前記第４実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
なお、本願は、上記各実施形態に限定することなく、種々の変更が可能である。例えば上記各実施形態では、血流速度を算出する例について説明したが、これに限定することなく、例えば酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの吸光度の相違及び波長依存性を利用して血中酸素飽和度を計測することもできる。この場合は、ＬＥＤを光源としても良い。
具体的には、複数の波長の異なる光を被検体４の同一部位へ照射し、それぞれの光における反射光の強度を測定する。この際、光は被検体４の血液に含まれるヘモグロビンによって吸収及び反射されるが、ヘモグロビンが酸化ヘモグロビンか還元ヘモグロビンかによって吸収率が異なる。そのため、反射光の強度は、酸化ヘモグロビンの割合（すなわち、血中酸素飽和度）によって変化する。また、ヘモグロビンの吸光度は光の波長に依存しており、酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンのそれぞれの吸光度は、照射される光の波長によって異なる特性を示す。よって、同時に照射される波長の異なる複数の光のそれぞれにおける反射光の強度はそれぞれ異なる。すなわち、照射手段として波長の異なる複数の光を用いることによって血中酸素飽和度を算出することができる。
そして、上記血中酸素飽和度以外には、例えば照射手段として７００〜１１００ｎｍの連続スペクトル光を照射する赤色ＬＥＤや赤外ＬＥＤを用い、連続スペクトル光による吸光度の分光分析を行い、体液（血液や尿）の化学成分を計測することも可能である。その具体的な分析対象としては、例えば赤血球（例えばヘマトクリット、ヘモグロビン）、白血球、血小板、総タンパク白質、総コレステロール、血糖値等が挙げられる。
また、本願は、上述したように血流センサ装置として、いわゆる医工学の分野等に広く適用することができる。特に、常時装着が可能な程度に小型化ができるため、その利点を生かして、例えば補聴器のイヤホンや腕時計等に取り付けられて高齢者の健康状態をモニターしたり、また洋式便座に取り付けて血流計測を行い、健康管理に利用すること等にも応用することができる。
医療以外の分野であっても、家電やモバイル機器等に適用することが可能であり、例えば音楽用ヘッドホン又はヘッドセット等の機器に内蔵されたり、あるいはゲーム機のコントローラに組み込まれることで、使用者の心理状態を予測し、その心理状態に合わせて自動的に選曲したり、ゲームコンテンツを変えたりする等の機能を持たせることが可能である。また、例えば自動車のハンドルやヘッドレスト等に設けられ、運転者あるいは同乗者の状態をモニターし、眠気防止等の安全運転をアシストするためのデータ収集等に応用することができる。
さらに、本願は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
Claims (6)
- 取付部材に、被検体の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置が取り付けられた生体情報計測装置であって、
前記自発光型センサ装置は、前記生体情報の計測時に前記被検体に対して非接触となる部位に設けられ、
前記取付部材に凹部が形成され、当該凹部内に前記自発光型センサ装置が収納され、
前記凹部の開口縁に面取り部が形成されていることを特徴とする生体情報計測装置。 - 請求項１に記載の生体情報計測装置において、
前記凹部の開口縁に緩やかに傾斜した傾斜面が形成されていることを特徴とする生体情報計測装置。 - 請求項１に記載の生体情報計測装置において、
前記凹部の開口縁に、前記被検体に対する当接面が略半円形の突起部が形成されていることを特徴とする生体情報計測装置。 - 取付部材に、被検体の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置が取り付けられた生体情報計測装置であって、
前記自発光型センサ装置は、前記生体情報の計測時に前記被検体に対して非接触となる部位に設けられ、
前記取付部材に凹部が形成され、当該凹部内に前記自発光型センサ装置が収納され、当該自発光型センサ装置は、光を前記被検体に対して照射する照射部と、当該照射された光に起因する前記被検体からの光を検出する受光部と、を含み、
前記照射部と前記受光部の各中心の間隔をdとするとき、前記取付部材に形成された前記凹部の深さＤがｄ以上であって、前記凹部の開口幅Ｗが少なくとも前記照射部及び前記受光部を含む幅であることを特徴とする生体情報計測装置。 - 取付部材に、被検体の生体情報を光学的に計測するための自発光型センサ装置が取り付けられた生体情報計測装置であって、
前記自発光型センサ装置に透光性を有する前面板が設けられ、前記生体情報の計測時に前記被検体に対して前記前面板の一部が接触し、
前記前面板に突起部が形成されていることを特徴とする生体情報計測装置。 - 請求項５に記載の生体情報計測装置において、
前記取付部材に凹部が形成され、当該凹部内に前記自発光型センサ装置が収納され、当該自発光型センサ装置は、光を前記被検体に対して照射する照射部と、当該照射された光に起因する前記被検体からの光を検出する受光部と、を含み、
前記照射部と前記受光部の各中心の間隔をdとするとき、前記取付部材に形成された前記凹部の深さＤがｄ以上であって、前記凹部の開口幅Ｗが少なくとも前記照射部及び前記受光部を含む幅であることを特徴とする生体情報計測装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2007/055611 WO2008114398A1 (ja) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | 生体情報計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2008114398A1 JPWO2008114398A1 (ja) | 2010-07-01 |
| JP4914916B2 true JP4914916B2 (ja) | 2012-04-11 |
Family
ID=39765520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009504998A Active JP4914916B2 (ja) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | 生体情報計測装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8417304B2 (ja) |
| JP (1) | JP4914916B2 (ja) |
| WO (1) | WO2008114398A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6094987B2 (ja) * | 2012-02-20 | 2017-03-15 | 国立大学法人浜松医科大学 | 蛍光検知装置 |
| JP5947566B2 (ja) * | 2012-03-02 | 2016-07-06 | 日本光電工業株式会社 | 血流計測装置 |
| WO2016092680A1 (ja) * | 2014-12-11 | 2016-06-16 | 愛知時計電機株式会社 | 血流センサ |
| WO2016117520A1 (ja) * | 2015-01-21 | 2016-07-28 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 | 血中物質濃度測定装置及び血中物質濃度測定方法 |
| JP6631423B2 (ja) * | 2016-07-04 | 2020-01-15 | オムロン株式会社 | 生体情報検知装置および生体情報検知装置を備える椅子 |
| US10455817B2 (en) * | 2016-10-04 | 2019-10-29 | Hall Labs Llc | Animal olfactory detection of disease as control for health metrics collected by medical toilet |
| JP7299726B2 (ja) * | 2019-03-20 | 2023-06-28 | キヤノン株式会社 | 肌の色の測定装置及びプログラム |
| JP2021027932A (ja) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | Toto株式会社 | 生体情報取得装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6239703A (ja) | 1985-08-16 | 1987-02-20 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 形板の切断装置 |
| JPS6239703U (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-10 | ||
| US5766131A (en) * | 1995-08-04 | 1998-06-16 | Seiko Epson Corporation | Pulse-wave measuring apparatus |
| JP3554085B2 (ja) | 1995-08-04 | 2004-08-11 | セイコーエプソン株式会社 | 脈波情報計測装置 |
| DE19942214A1 (de) * | 1999-09-03 | 2001-03-08 | Braun Gmbh | Beheizbarer Infrarot-Sensor und Infrarot-Thermometer mit einem derartigen Sensor |
| JP2003079589A (ja) | 2001-09-13 | 2003-03-18 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 皮下組織の血流検査用プローブ |
| JP3760920B2 (ja) * | 2003-02-28 | 2006-03-29 | 株式会社デンソー | センサ |
| JP4061409B2 (ja) * | 2004-11-09 | 2008-03-19 | 国立大学法人九州大学 | センサ部及び生体センサ |
| US8805464B2 (en) * | 2007-03-20 | 2014-08-12 | Pioneer Corporation | Bio-information measuring apparatus |
-
2007
- 2007-03-20 WO PCT/JP2007/055611 patent/WO2008114398A1/ja active Application Filing
- 2007-03-20 US US12/532,108 patent/US8417304B2/en active Active
- 2007-03-20 JP JP2009504998A patent/JP4914916B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8417304B2 (en) | 2013-04-09 |
| WO2008114398A1 (ja) | 2008-09-25 |
| JPWO2008114398A1 (ja) | 2010-07-01 |
| US20100105994A1 (en) | 2010-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4493729B2 (ja) | 生体情報計測装置 | |
| JP4914916B2 (ja) | 生体情報計測装置 | |
| EP2277440B1 (en) | Self-luminous sensor device | |
| JP4475601B2 (ja) | 自発光型センサ装置及び生体情報の検出方法 | |
| US8452364B2 (en) | System and method for attaching a sensor to a patient's skin | |
| JP5185265B2 (ja) | 聴取装置 | |
| WO2013027359A1 (ja) | 生体センサ | |
| JPS63246138A (ja) | オキシメ−タ用光センサ | |
| JP2015039542A (ja) | 脈波測定装置 | |
| JP2004089546A (ja) | 血液分析装置 | |
| JP2011147746A (ja) | 生体情報検出装置および生体情報検出方法 | |
| JP2003275192A (ja) | 血液分析装置 | |
| WO2016066312A1 (en) | Optical sensor arrangement for an optical measurement of biological parameters and watch comprising the optical sensor arrangement | |
| JP2008272085A (ja) | 血流センサ | |
| JP4393568B2 (ja) | 脈波測定器 | |
| JP2006102171A (ja) | 脈波測定器 | |
| JP2002000575A (ja) | 心拍センサ及び心拍数算出方法 | |
| JP2011092452A (ja) | 生体情報検出器 | |
| WO2016002356A1 (ja) | 測定装置 | |
| JP6064108B1 (ja) | 生体情報測定器 | |
| JP2018126222A (ja) | 生体関連情報計測装置 | |
| JP2010131243A (ja) | 生態情報計測装置 | |
| JP2005095193A (ja) | 生体情報測定方法及び測定装置 | |
| WO2018142865A1 (ja) | 脈拍測定装置、ウェアラブル装置及び脈拍測定方法 | |
| WO2016002363A1 (ja) | 測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110906 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111027 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120117 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120123 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4914916 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150127 Year of fee payment: 3 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |