(57)【要約】【課題】無侵襲によって、生体の代謝に伴う生体情報を用いて生体内部の状態を正確、詳細に計測でき、かつ容易に装着できる。【解決手段】少なくとも２つの光源を有していて、所定の駆動信号に基づいて前記光源を発光させて異なる特定波長を有する近赤外光を生体内部に出射する光出射部２と、光出射部２から出射されて生体内部を伝播した近赤外光を受光して検出するとともに、検出した近赤外光の光量に対応して生体の代謝に関連する電気的な生体情報信号を出力する光検出部３と、光出射部２と光検出部３の作動を統括的に制御する制御部９と、を備えた生体情報計測装置１であり、光出射部２と光検出部３の、少なくとも一対から構成された光出射検出器１０を有し、光出射部２と光検出部３が任意に選択した固定距離を保ち配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの光源を有していて、所定の駆動信号に基づいて前記光源を発光させて異なる特定波長を有する近赤外光を生体内部に出射する光出射部と、
前記光出射部から出射されて生体内部を伝播した近赤外光を受光して検出するとともに、前記検出した近赤外光の光量に対応して生体の代謝に関連する電気的な生体情報信号を出力する光検出部と、
前記光出射部と前記光検出部の作動を統括的に制御する制御部と、を備えた生体情報計測装置であり、
前記光出射部と前記光検出部の、少なくとも一対から構成された光出射検出器を有し、
前記光出射部と前記光検出部が任意に選択した固定距離を保ち配置されていることを特徴とする生体情報計測装置。
【請求項２】
前記光出射検出器は、
生体へ密着させるための粘着部と、
複数の前記光出射検出器同士を隣接して生体に装着する時に、位置が正確に確定できるように最低１箇所以上の位置合わせ部とを有し、
前記複数の前記光出射検出器が着脱可能であることを特徴とする生体情報計測装置。
【請求項３】
前記位置合わせ部が生体反応の賦活中心にくる位置に配置することで、この前記位置合わせ部を賦活位置に合わせながら前記光出射検出器を正確に生体に装着することが可能であることを特徴とする請求項２に記載の生態情報計測装置。
【請求項４】
前記任意に選択した固定距離が３ｃｍであり、かつ前記位置合わせ部の距離が３ｃｍであることを特徴とする請求項２に記載の生態情報計測装置。
【請求項５】
前記光出射部は、
前記粘着部に着脱可能に取り付けられたアダプタと、
前記アダプタに着脱可能に取り付けられ、光源を配置した発光ホルダと、
前記発光ホルダを覆う着脱可能なホルダカバーとを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の生態情報計測装置。
【請求項６】
前記光検出部は、
前記粘着部に着脱可能に取り付けられたアダプタと、
前記アダプタに着脱可能に取り付けられ、受光して検出した近赤外光の光量に対応して生体の代謝に関連する電気的な生体情報信号を出力するセンサを配置した受光ホルダと、
前記受光ホルダを覆う着脱可能なホルダカバーとを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の生態情報計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体の密度、水分、血中酸素濃度、酸素飽和度、グルコース濃度、血糖値、脈拍、その他の様々な生体の代謝に応じて、生体内の光伝播が伝播する光の波長により異なる変化を生ずる性質に着目して生体内部の情報を計測する光出射検出器を備える生体情報計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体内部を簡便に無侵襲で計測できる装置として、生体表面に配置された光源から生体内部に光を出射し、生体内部を散乱・吸収されながら伝播して再び生体表面に到達した反射光を受光することにより、生体内部の情報を計測する装置が積極的に提案されている。例えば、下記特許文献１には、スペクトラム拡散変調を用いて光を出射し、生体内部を伝播した光をスペクトラム逆拡散復調して生体内部の情報を計測する生体情報測定装置が開示されている。
【０００３】
この生体情報測定装置は、擬似雑音系列を用いてスペクトラム拡散変調した近赤外光を出射する光出射部と、受光したスペクトラム拡散変調された近赤外光に対応する電気的な信号をスペクトラム逆拡散復調して検出信号を出力する光検出部とを備えている。そして、この生体情報測定装置によれば、高速かつ高ＳＮ比を確保した状態で生体情報を正確に計測することができる。
【特許文献１】特開２００２−２４８１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の生体情報測定装置のように、生体内部に出射する光として近赤外光を用いた場合には、得られる生体情報として、例えば、生体内部における血流変化を表す情報が正確に得られる。すなわち、生体内部を流れる血液は、酸素と結合したヘモグロビンと酸素と結合していないヘモグロビンを有しており、これらヘモグロビンは、それぞれ、近赤外光を異なる吸光特定によって吸光することが知られている。このため、近赤外光を生体内部に出射した場合には、酸素と結合したヘモグロビン量（濃度）と酸素と結合していないヘモグロビン量（濃度）の比に応じて、生体内部を伝播した後に受光される近赤外光の光量が変化することになる。このため、受光される近赤外光の光量に対応して得られる生体情報を用いることによって、計測領域内における血流変化を計測することができる。
【０００５】
その重要部分である光出射部、光検出部の生体への配置は、脳内の賦活活動を捉えるために正確に目的の生体部位に容易に配置できることが望まれている。
【０００６】
この発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、無侵襲によって、生体の代謝に伴う生体情報を用いて生体内部の状態を正確、詳細に計測でき、かつ容易に装着できる生体情報計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００８】
この発明の特徴は、少なくとも２つの光源を有していて、所定の駆動信号に基づいて前記光源を発光させて異なる特定波長を有する近赤外光を生体内部に出射する光出射部と、前記光出射部から出射されて生体内部を伝播した近赤外光を受光して検出するとともに、前記検出した近赤外光の光量に対応して生体の代謝に関連する電気的な生体情報信号を出力する光検出部と、前記光出射部と前記光検出部の作動を統括的に制御する制御部と、を備えた生体情報計測装置であり、
前記光出射部と前記光検出部の、少なくとも一対から構成された光出射検出器を有し、
前記光出射部と前記光検出部が任意に選択した固定距離を保ち配置されている。
【０００９】
また、前記光出射検出器は、
生体へ密着させるための粘着部と、
複数の前記光出射検出器同士を隣接して生体に装着する時に、位置が正確に確定できるように最低１箇所以上の位置合わせ部とを有し、
前記複数の前記光出射検出器が着脱可能である。
【００１０】
また、前記位置合わせ部が生体反応の賦活中心にくる位置に配置することで、この前記位置合わせ部を賦活位置に合わせながら前記光出射検出器を正確に生体に装着することが可能である。
【００１１】
また、前記任意に選択した固定距離が３ｃｍであり、かつ前記位置合わせ部の距離が３ｃｍである。
【００１２】
また、前記光出射部は、
前記粘着部に着脱可能に取り付けられたアダプタと、
前記アダプタに着脱可能に取り付けられ、光源を配置した発光ホルダと、
前記発光ホルダを覆う着脱可能なホルダカバーとを有することを特徴とする。
【００１３】
前記光検出部は、
前記粘着部に着脱可能に取り付けられたアダプタと、
前記アダプタに着脱可能に取り付けられ、受光して検出した近赤外光の光量に対応して生体の代謝に関連する電気的な生体情報信号を出力するセンサを配置した受光ホルダと、
前記受光ホルダを覆う着脱可能なホルダカバーとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１５】
この発明によれば、複数の光出射部、光検出部を生体に配置するときに、正確かつ容易に生体の賦活中心に合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の生体情報計測装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
［第１の実施の形態］
以下、この発明の第１の実施の形態の構成を、図面を用いて説明する。図１は第１の実施の形態の生体情報計測装置を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図、図１（ｃ）は側面図である。
【００１７】
この実施の形態の生体情報計測装置１は、光出射部２と光検出部３の、少なくとも一対から構成された光出射検出器１０を有している。
【００１８】
この光出射検出器１０は、光出射部２と光検出部３が、生体Ｓへ密着させるための粘着部４に着脱可能に取り付けられている。粘着部４は、柔らかい材質、たとえばゴム、樹脂などでシート状に形成され、装着面４ａに粘着剤を設けても良いし、使用するときに粘着剤を塗って使用しても良い。
【００１９】
粘着部４には、複数の光出射検出器同士を隣接して生体に装着する時に、位置が正確に確定できるように最低１箇所以上の位置合わせ部５，６とを有し、この位置合わせ部５，６によって複数の光出射検出器１０が着脱可能である。
【００２０】
この実施の形態では、粘着部４が長方形のシート状に形成され、長辺の長さがＤ１で、短辺の長さがＤ２である。この長辺側の一方に形成された位置合わせ部５が凸状であり、長辺側の他方に形成された位置合わせ部６が凹状であり、この位置合わせ部５と位置合わせ部６は正確に係合する形状になっている。
【００２１】
光出射部２は、少なくとも２つの光源を有していて、所定の駆動信号に基づいて光源を発光させて異なる特定波長を有する近赤外光を生体内部に出射する。光検出部３は、光出射部２から出射されて生体内部を伝播した近赤外光を受光して検出するとともに、検出した近赤外光の光量に対応して生体Ｓの代謝に関連する電気的な生体情報信号を出力する。
【００２２】
生体情報計測装置１は、制御部９を備え、この制御部９は、光出射部２と光検出部３の作動を統括的に制御し、かつ光検出部３から得られる生体情報信号から生体内部の情報を計測する。
【００２３】
この光出射検出器１０の光出射部２と光検出部３は、任意に選択した固定距離を保ち配置されている。この実施の形態では、図２に示すように、光出射部２と光検出部３の任意に選択した固定距離Ｄ１１が３ｃｍであり、かつ位置合わせ部５，６の距離Ｄ２２が３ｃｍである。
【００２４】
次に、この発明の第１の実施の形態の使用状態を、図面を用いて説明する。図３は検出状態を説明する図、図４は位置あわせを説明する図、図５は位置あわせ状態を示す図である。
【００２５】
光出射検出器１０は、図３に示すように、粘着部４によって生体Ｓに装着される。生体Ｓ、特に人間の大人の頭部では、光射出部２から光検出部３の生体表面での距離を３ｃｍとした場合に、その光射出部２と光検出部３を結ぶ直線位置の中央付近の生体表面から２ｃｍあたり深くＤ３の生体現象に伴う賦活現象をとらえられることが広く知られている。生まれたての赤ん坊では該当距離Ｄ３が２．５から２．６ｃｍくらいであることも広く知られている。
【００２６】
光出射部２から異なる特定波長を有する近赤外光を生体内部に出射し、この近赤外光が生体反応の関心部位の賦活中心Ｏを通り、光検出部３は、光出射部２から出射されて生体内部を伝播した近赤外光を受光して検出し、検出した近赤外光の光量に対応して生体Ｓの代謝に関連する電気的な生体情報信号を出力する。
【００２７】
例えば、図４に示すように、今、生体Ｓに１個目の光出射検出器１０を生体Ｓに装着する場合に、位置合わせ部５あるいは位置合わせ部６中心を、複数あるなかの測定したい賦活場所の任意の箇所の中心位置Ｘ１に定め、粘着部４を生体Ｓに密着させる。これで１個目の光出射検出器１０の生体Ｓ上の位置が確定される。
【００２８】
次に、図５に示すように、位置合わせ部５あるいは位置合わせ部６と、２個目の光出射検出器１０の位置合わせ部５あるいは位置合わせ部６を目安に密着配置することで、複数の光出射検出器１０の生体Ｓ上の位置が正確に確定される。
【００２９】
このように、位置合わせ部５あるいは位置合わせ部６が生体反応の賦活中心Ｏにくる位置に配置することで、この位置合わせ部５あるいは位置合わせ部６を賦活位置に合わせながら光出射検出器１０を正確に生体Ｓに装着することが可能である。
［第２の実施の形態］
以下、この発明の第２の実施の形態の構成を、図面を用いて説明する。図６は第２の実施の形態の生体情報計測装置を示す平面図である。
【００３０】
この実施の形態では、第１の実施の形態と同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。この実施の形態の光出射検出器１０は、粘着部４に複数の光出射検出器同士を隣接して生体Ｓに装着する時に、位置が正確に確定できるように位置合わせ部７，８を有し、この位置合わせ部７，８によって複数の光出射検出器４が着脱可能である。この短辺側の一方に形成された位置合わせ部７が凸状であり、短辺側の他方に形成された位置合わせ部８が凹状であり、この位置合わせ部７と位置合わせ部８は正確に係合する形状になっている。
【００３１】
次に、この発明の第２の実施の形態の使用状態を、図面を用いて説明する。図７は位置合わせ状態を示す図である。この実施の形態では、光出射検出器１０に位置合わせ部７，８を追加することで、２次元方向にも自由に位置確定ができることは言うまでも無い。
【００３２】
なお、位置合わせ部の形状は、第１の実施の形態、第２の実施の形態では、半円形状で示しているが、これに限定されることなく、正方形、長方形、三角形などでも良い。
［光出射部２と光検出部３の形態］
次に、光出射部２と光検出部３の形態を、図８乃至図１１について説明する。図８は光出射部２と光検出部３に共通して用いられるアダプタ２０を示す図、図９は光出射部２に用いられる発光ホルダ３０を示す図、図１０は光検出部３に用いられる受光ホルダ４０を示す図、図１１は光出射部２と光検出部３に共通して用いられるホルダカバー５０を示す図である。
【００３３】
まず、アダプタ２０の構成に付いて説明すると、図８に示すように、樹脂で円筒状に一体成形され、粘着部４に装着される取付部２１と、装着時に粘着部４の表面に接するつば部２２と、このつば部２２に設けた支持部２３とを有する。取付部２１は、粘着部４に装着可能な円形形状であり、長さは粘着部４の厚さより短く形成されている。つば部２２は、粘着部４の表面に接するように円形形状に形成されている。支持部２３は、円筒形状であり、この支持部２３には挿入凹部２３ａと係合穴部２３ｂが形成されており、発光ホルダ３０または受光ホルダ４０を係合して保持するために用いられる。
【００３４】
次に、発光ホルダ３０の構成に付いて説明すると、図９に示すように、発光ホルダ３０は樹脂で円筒状に一体成形され、発光を透過する円形開口３１ａを有する底部３１と、下部の３箇所に形成された突起部３２と、上部の２箇所に形成された係合部３３と、外周に軸方向に形成された複数の溝部３４と、上端に形成された切欠開口３５を有する。
【００３５】
発光ホルダ３０の内部に光源を配置し、光源の駆動信号の配線を切欠開口３５から取り出して、制御部６に接続する。この発光ホルダ３０の突起部３２をアダプタ２０の挿入凹部２３ａに挿入し、溝部３４を指で摘み回転することで、突起部３２が係合穴部２３ｂに入り込み、発光ホルダ３０がアダプタ２０に係合して保持される。
【００３６】
次に、受光ホルダ４０の構成に付いて説明すると、図１０に示すように、受光ホルダ４０は樹脂で円筒状に一体成形され、受光を透過する円形開口４１ａを有する底部４１と、下部の３箇所に形成された突起部４２と、上部の２箇所に形成された係合部４３と、外周に軸方向に形成された複数の溝部４４と、上端に形成された切欠開口４５を有する。
【００３７】
受光ホルダ４０の内部に生体内部を伝播した近赤外光を受光して検出するとともに、検出した近赤外光の光量に対応して生体Ｓの代謝に関連する電気的な生体情報信号を出力するセンサを配置し、センサの生体情報信号の配線を切欠開口４５から取り出して、制御部６に接続する。この受光ホルダ４０の突起部４２を他のアダプタ２０の挿入凹部２３ａに挿入し、溝部４４を指で摘み回転することで、突起部４２が係合穴部２３ｂに入り込み、受光ホルダ４０が他のアダプタ２０に係合して保持される。
【００３８】
次に、ホルダカバー５０の構成に付いて説明すると、図１１に示すように、ホルダカバー５０は樹脂で円筒状に一体成形され、一対の爪部５１ａと切欠開口５１ｂを有する挿入部５１と、挿入部５１を覆う蓋部５２とを有する。
【００３９】
ホルダカバー５０を発光ホルダ３０に取り付けるには、挿入部５１を発光ホルダ３０の上部に挿入し、一対の爪部５１ａを係合部３３に係合させ、この係合で切欠開口５１ｂが切欠開口３５に重なるように位置し、光源の駆動信号の配線が通るようになっている。
【００４０】
また、ホルダカバー５０を受光ホルダ４０に取り付けるには、挿入部５１を受光ホルダ４０の上部に挿入し、一対の爪部５１ａを係合部４３に係合させ、この係合で切欠開口５１ｂが切欠開口４５に重なるように位置し、センサの生体情報信号の配線が通るようになっている。
【００４１】
このように、光出射部２は、粘着部４に着脱可能に取り付けられたアダプタ２０と、このアダプタ２０に着脱可能に取り付けられ、光源を配置した発光ホルダ３０と、この発光ホルダ３０を覆う着脱可能なホルダカバー５０とを有し、生態情報計測装置１の使用に応じて光源を交換するときには、発光ホルダ３０を指で摘み回転することで、アダプタ２０から容易に着脱できる。
【００４２】
また、光検出部３は、粘着部４に着脱可能に取り付けられたアダプタ２０と、このアダプタ２０に着脱可能に取り付けられ、受光して検出した近赤外光の光量に対応して生体Ｓの代謝に関連する電気的な生体情報信号を出力するセンサを配置した受光ホルダ３０と、この受光ホルダ３０を覆う着脱可能なホルダカバー５０とを有し、生態情報計測装置１の使用に応じてセンサを交換するときには、発光ホルダ３０を指で摘み回転することで、アダプタ２０から容易に着脱できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
この発明は、生体の密度、水分、血中酸素濃度、酸素飽和度、グルコース濃度、血糖値、脈拍、その他の様々な生体の代謝に応じて、生体内の光伝播が伝播する光の波長により異なる変化を生ずる性質に着目して生体内部の情報を計測する光出射検出器を備える生体情報計測装置に適用可能であり、生体の代謝に伴う生体情報を用いて生体内部の状態を正確、詳細に計測でき、かつ容易に装着できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施の形態の生体情報計測装置を示す図である。
【図２】光出射検出器の平面図である。
【図３】検出状態を説明する図である。
【図４】位置あわせを説明する図である。
【図５】位置あわせ状態を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の生体情報計測装置を示す図である。
【図７】位置合わせ状態を示す図である。
【図８】光出射部と光検出部に共通して用いられるアダプタを示す図である。
【図９】光出射部に用いられる発光ホルダを示す図である。
【図１０】光検出部に用いられる受光ホルダを示す図である。
【図１１】光出射部と光検出部に共通して用いられるホルダカバーを示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  生体情報計測装置
２  光出射部
３  光検出部
４  粘着部
５，６  位置合わせ部
７，８  位置合わせ部
９  制御部
１０  光出射検出器
Ｓ  生体
２０  アダプタ
２１  取付部
２２  つば部
２３  支持部
３０  発光ホルダ
３１  底部
３２  突起部
３３  係合部
３４  溝部
３５  切欠開口
４０  受光ホルダ
４１  底部
４２  突起部
４３  係合部
４４  溝部
４５  切欠開口
５０  ホルダカバー
５１  挿入部
５２  蓋部
【図１】
2010131243.tif 000003
【図２】
2010131243.tif 000004
【図３】
2010131243.tif 000005
【図４】
2010131243.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010131243.tif 000008
【図７】
2010131243.tif 000009
【図８】
2010131243.tif 000010
【図９】
2010131243.tif 000011
【図１０】
2010131243.tif 000012
【図１１】
2010131243.tif 000013