(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の一部に振動を与える励振器と、生体を伝搬した振動を検出する振動検出器と、前記励振器と前記振動検出器との間に振動を伝達しない接続部とを備え、前記接続部が、天然ゴム、スチレンブタジエンゴムまたはブチルゴムの振動防止材料であることを特徴とする生体情報検出センサ。
【請求項２】
筐体を設けた生体の一部に振動を与える励振器と、筐体を設けた生体を伝搬した振動を検出する振動検出器と、前記励振器の筐体と前記振動検出器の筐体とを一体に覆い、振動を防止する材料からなる接続部とを備え、前記接続部が、天然ゴム、スチレンブタジエンゴムまたはブチルゴムの振動防止材料であり、前記励振器と前記振動検出器との間の振動の伝達を防止するようにした生体情報検出センサ。
【請求項３】
生体の一部に振動を与える励振器と、生体を伝搬した振動を検出する振動検出器と、前記励振器及び前記振動検出器を一体の筐体内で構成し、前記筐体が前記励振器と前記振動検出器が一定距離を保持する構成にし、前記筐体が振動防止材料からなり、前記励振器と前記振動検出器との間の振動を防止するようにしたことを特徴とする生体情報検出センサ。
【請求項４】
前記筐体の振動防止材料が天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴムまたはシリコーンゲル材料であることを特徴とする請求項３記載の生体情報検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、生体表面から生体内に振動を与え、生体内を伝搬した振動を検出して解析することにより、生体情報を測定するための生体情報検出センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生体表面から生体内に振動を与え、生体内を伝搬した振動を検出して解析することにより、生体情報を測定するためのセンサとしては、特表平９−５０６０２４号公報に述べられているようなセンサが知られている。このセンサは、生体内に振動を与える励振器と、伝搬した振動を検出する振動検出器とから構成されている。そして、患者の動脈上に励振器を配置して、生体表面から生体内に振動を与えることにより動脈の血液中に振動波を誘起し、動脈上に振動検出器を配置して生体内の動脈を伝搬した振動波を検出して解析することにより、患者の生体情報を連続的に測定することができる。
【０００３】
次に、図４を参照して、この種の従来のセンサとして、上記特表平９−５０６０２４号公報に記載されている生体情報を測定するためのセンサについて簡単に説明する。図４は特表平９−５０６０２４号公報に記載の従来の生体情報検出センサによる生体情報検出の測定動作を示す図である。図４の状態は、励振器２１および振動検出器２２を手首１１の撓骨動脈１２の上に皮膚の上から装着したときの状態を示したものであり、動脈の上に表した振動波形１０は動脈上を伝搬する振動を模式的に表したものである。励振器２１で誘発された振動は撓骨動脈１２を伝達し、撓骨動脈１２を伝達した振動は振動検出器２２で検出される。振動検出器２２で検出された振動を解析し、励振器２１から誘発された振動と比較することにより血圧情報などを検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、励振器と振動検出器は、特表平９−５０６０２４号公報によると、それぞれ独立して被検体に設置するように記述されている。生体を伝搬した振動を検出し解析することにより生体情報を測定する装置においては、その測定精度を向上するため、励振器と振動検出器を設置する際の相互の位置関係および生体への装着方法が重要な問題であり、特に非観血で連続に生体情報を検出する場合、励振器と振動検出器の位置関係および励振器と振動検出器の生体への装着状態が検出能力を左右することになる。しかし、特表平９−５０６０２４号公報に述べられているような励振器及び振動検出器の設置方法では、励振器及び振動検出器間の位置関係を決定することが難しいという問題があった。そのため、相互の位置関係を決定し易くするために、単に励振器と振動検出器との間に接続部を設けると、励振器で誘発した振動が接続部を直接伝達し、本来測定すべき生体を伝達した振動に重畳して生体情報検出の妨げになるという問題があった。
【０００５】
また、励振器と振動検出器を生体に装着する方法としては、特表平９−５０６０２４号公報に述べられているように、加圧された空気で押し付ける方法や、励振器や振動検出器と同面積の粘着テープを用いる方法などがあるが、加圧された空気で押し付ける方法では必ずしも皮膚に密着させることができず、また、励振器や振動検出器を生体に粘着テープなどを用いて装着する方法によると、励振器や振動検出器と同程度の面積の粘着テープを使用しても、体動などにより皮膚が多少ながらずれることがある。そのため、励振器及び振動検出器を生体の皮膚上に粘着テープなどを用いて装着すると、皮膚のずれと一緒に励振器や振動検出器も測定対象である動脈からずれることになり、安定して生体情報を測定することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、励振器及び振動検出器を生体に装着するに際し、励振器で誘発された振動を振動検出器に直接伝達させることなく、相互の位置関係を容易に決定し、安定して装着し得るようにして、測定精度を向上させることができる優れた生体情報検出センサを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明における生体情報検出センサは、生体の一部に振動を与える励振器と、生体を伝搬した振動を検出する振動検出器と、前記励振器と前記振動検出器との間に振動を伝達しない接続部とを備えるという構成を有している。この構成により、励振器と振動検出器との間に振動を伝達しない接続部を配備することにより、励振器と振動検出器との間の位置関係を決定することができるとともに、振動検出器では生体を伝搬した振動のみを検出することができることとなる。
【０００８】
また、本発明における生体情報検出センサは、前記接続部が振動防止材料からなり、前記励振器と前記振動検出器との間の振動を防止するという構成を有している。この構成により、励振器で誘発された振動が直接振動検出器へ到達しないように、励振器と振動検出器との間に振動を伝達しない接続部を接続することにより、励振器と振動検出器との間の位置関係を決定することができるとともに、振動検出器では生体を伝搬した振動のみを検出することができることとなる。
【０００９】
また、本発明における生体情報検出センサは、前記接続部の振動防止材料が、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴムまたはシリコーンゲル材料であるという構成を有している。この構成により、振動防止材料に天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴムまたはシリコーンゲル材料などを使用することにより、励振器で誘発された振動が直接振動検出器へ到達しないようにして、振動検出器では生体を伝搬した振動のみを検出することができることとなる。
【００１０】
また、本発明における生体情報検出センサは、生体の一部に振動を与える励振器と、生体を伝搬した振動を検出する振動検出器と、前記励振器の筐体と前記振動検出器の筐体とを一体に覆い、振動を防止する材料からなる接続部とを備え、前記励振器と前記振動検出器との間の振動の伝達を防止するという構成を有している。この構成により、励振器と振動検出器とを一体に覆い、励振器と振動検出器との間に振動を伝達しない接続部を設けることにより、接続部に対する励振器及び振動検出器の設定を容易にし、励振器と振動検出器との間の位置関係を決定することができるとともに、振動検出器では生体を伝搬した振動のみを検出することができることとなる。
【００１１】
また、本発明における生体情報検出センサは、前記接続部の振動を防止する材料が、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴムまたはシリコーンゲル材料であるという構成を有している。この構成により、振動防止材料に天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴムまたはシリコーンゲル材料などを使用することにより、振動検出器では生体を伝搬した振動のみを検出することができることとなる。
【００１２】
また、本発明における生体情報検出センサは、生体の一部に振動を与える励振器部分と、生体を伝搬した振動を検出する振動検出器部分と、前記励振器及び前記振動検出器を一体で構成し、前記筐体が前記励振器部分と前記振動検出器部分との間に接続部を有するという構成を有している。この構成により、励振器で誘発された振動が直接振動検出器へ到達しないように、励振器および振動検出器の筐体部と接続部とを一体の構成にすることにより、励振器と振動検出器との間の位置関係を容易に決定することができるとともに、振動検出器では生体を伝搬した振動のみを検出することができることとなる。
【００１３】
また、本発明における生体情報検出センサは、前記筐体が振動防止材料からなり、前記励振器と前記振動検出器との間の振動を防止するという構成を有している。この構成により、励振器で誘発された振動が直接振動検出器へ到達しないように、接続部を有する筐体を振動防止材料で構成にするようにしたことにより、励振器と振動検出器との間の位置関係を決定することができるとともに、振動検出器では生体を伝搬した振動のみを検出することができることとなる。
【００１４】
また、本発明における生体情報検出センサは、前記筐体の振動防止材料が天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴムまたはシリコーンゲル材料であるという構成を有している。この構成により、振動防止材料に天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴムまたはシリコーンゲル材料などを使用することにより、励振器で誘発された振動が直接振動検出器へ到達しないようにして、振動検出器では生体を伝搬した振動のみを検出することができることとなる。
【００１５】
以上、要するに、本発明における生体情報検出センサは、生体の一部に振動を与える励振器と、生体を伝搬した振動を検出する振動検出器と、励振器と振動検出器との距離を決定するための接続部とを備え、この接続部は振動を防止する材料を用いて励振器と振動検出器との間に設置することにより、測定精度の低下の原因となる励振器から振動検出器に対する振動が直接伝達しないように構成されたものである。
本発明は、このようにして、励振器から振動検出器に対し直接振動を伝達させることなく、相互の位置関係を容易に決定し、安定に生体に装着し得るようにしたことにより、測定精度の向上を図ることができる優れた生体情報検出センサが得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４に基づき、本発明の第１乃至第３の実施の形態を詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態における生体情報検出センサについて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態における生体情報検出センサの構成を示す概略断面図である。図１において、励振素子３及び筐体７で構成されている励振器１は生体に振動を誘発させ、生体を伝搬してきた振動を振動検出器２が検出する。また、振動検出器２は励振器１と同様に、振動検出素子４及び筐体８により構成される。励振器信号伝達ケーブル５は励振素子３に接続され、生体情報信号を処理する信号処理装置（図示せず）から出力された励振素子３を振動させる信号を励振素子３に伝送する。検出信号伝達ケーブル６は振動検出素子４で検出された生体情報信号を信号処理装置へ伝送する。また、接続部９は励振器１と振動検出器２との間の間隔をある一定の距離保持するように設けられる。
【００１７】
次に、図１及び図４を参照して、本発明の第１の実施の形態における生体情報検出センサを用いた生体情報の測定動作について説明する。本実施の形態における生体情報検出センサを用いた生体情報の測定動作は、使用する生体情報検出センサを本実施の形態によるものを使用するだけで、上記図４を参照し従来技術として説明した、生体表面から生体内に振動を与えて生体内を伝搬した振動を検出し解析することにより、生体情報を測定する動作と同様である。従って、本第１の実施の形態においても、図４における、励振器２１および振動検出器２２の代わりに、図１に示すような、本実施の形態における励振器１及び振動検出器２を使用し、手首１１の撓骨動脈１２の上に、所定の距離離して皮膚の上から装着する。
【００１８】
そこで、励振器１により誘発された振動は撓骨動脈１２上を伝搬し、その振動は振動検出器２で検出される。撓骨動脈１２を伝搬するよう示した振動波形１０は、励振器１から振動検出器２に対し撓骨動脈１２上を伝搬する振動を模式的に表したものである。振動検出器２で検出された振動は解析され励振器１で誘発された振動と比較することにより血圧の情報などを検出することができる。このような測定動作において、本実施の形態における生体情報検出センサを適用すると、生体を伝搬した振動のみを振動検出器２により検出することができるとともに、励振器１と振動検出器２との間に位置ずれが発生せず位置関係を安定に維持することができるので、従来の生体情報検出センサによる測定に比べ、測定精度を格段に向上させることができる。
【００１９】
以上説明した本実施の形態における励振器１及び振動検出器２の機能を使用して生体情報検出センサの測定動作を実現するためには、図４による動作説明は励振器及び振動検出器自体の説明のため、図４には示していないが、励振器１及び振動検出器２の他、図１に示すような、励振器１を振動させるための信号を伝えるための励振器信号伝達ケーブル５と、振動検出器２で検出された生体情報信号を信号処理装置へ伝送するための検出信号伝達ケーブル６と、励振器信号伝達ケーブル５と検出信号伝達ケーブル６との間を安定に接続するための接続部９とが必要である。また、励振器信号伝達ケーブル５と検出信号伝達ケーブル６とは、図１では、別々に接続されているが、これらを束ねて接続しても良い。
【００２０】
励振器１および振動検出器２の好適な素子としては、ユニモルフ素子やピエゾなどが挙げられる。また、筐体７、８の材料としては、安価で、薬品に対して安定なプラスチックなどの成形品が用いられる。また、励振器信号伝達ケーブル５および検出信号伝達ケーブル６のための好適なケーブルとしては、直径ほぼ１ｍｍ程度の同軸ケーブルが挙げられる。励振器１および振動検出器２の重量は数グラム程度であるが、直径ほぼ１ｍｍ程度の同軸ケーブルで支持するのは困難である。また、生体に励振器１及び振動検出器２を装着する場合には、それらが一体となっていたほうが装着し易い。
【００２１】
接続部９は励振器１と振動検出器２とを一体に接続して、一定の距離を保持するものであるが、単に接続すると、励振器１で誘発された振動が振動検出器２に対し直接伝達されてしまい、本来検出すべき動脈を伝達した振動を検出する際に妨げとなってしまう可能性がある。そこで、本実施の形態における接続部９は、単に接続するだけでなく、励振器１で誘発された振動が振動検出器２に対し直接伝達されないようにするための素材で作られ、振動を防止する機能を併せ持たせるようにする。接続部９の好適な材料としては、振動を吸収拡散させる能力の高い天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコーンゲル材等が用いられる。また、これらを複合した材料、あるいはこれらと異なる材料、またはそれらの材料を複合したものでも、同様に振動を吸収できるものであれば如何なるものてもよい。
【００２２】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、励振器１と振動検出器２との間に接続部９を設置してその間の距離を一定に設定し保持することにより、安定して生体に装着することができるとともに、接続部９に振動防止素材または振動吸収素材を使用することにより、測定精度低下の原因となる励振器から振動検出器に対する直接伝達を防止するようにして、生体を伝搬する振動のみを観測できるようにしたことにより、生体情報計測の精度を向上し、測定の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、励振器１と振動検出器２との間の接続部９はブロックの形状の場合について説明したが、このほか、接続部９の形状を波形や空洞を設けたもの、その他如何なる形状でも、振動の伝達を防止できる形状であれば同様の効果が得られる。
【００２４】
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施の形態における生体情報検出センサについて説明する。図２は本発明の第２の実施の形態における生体情報検出センサの構成を示す概略断面図である。図２において、励振器１、振動検出器２、励振素子３、振動検出素子４、筐体７、８、励振器信号伝達ケーブル５、検出信号伝達ケーブル６は図１に示すものと同様の機能を有する。第２の実施の形態における特徴は接続部１９にあり、この接続部１９は励振器１及び振動検出器２それぞれの筐体７、８を覆うようにして、励振器１と振動検出器２とを接続するよう構成される。
【００２５】
この接続部１９の好適な材料としては、振動を吸収拡散させる能力の高い天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコーンゲル材料等が用いられる。またこれらを複合した材料、あるいはこれらの材料と違う材料を複合したもので振動が吸収できるものであれば、如何なるものでもよい。また、接続部１９とそれぞれの筐体７、８は、着脱可能であり密着するよう構成される。若しくは接着等により固定してもよい。
【００２６】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、励振器１と振動検出器２との間に接続部１９を設置してその間の距離を一定に設定し保持することにより、安定して生体に装着することができるとともに、接続部１９に振動防止素材または振動吸収素材を使用することにより、測定精度低下の原因となる励振器から振動検出器に対する直接伝達を防止するようにして、生体を伝搬する振動のみを観測できるようにしたことにより、生体情報計測の精度を向上し、測定の信頼性を向上させることができる。
【００２７】
なお、本発明の第２の実施の形態では、励振器１と振動検出器２との間の接続部１９はブロックの形状の場合について説明したが、このほか、接続部１９の形状を波形や空洞を設けたもの、その他如何なる形状においても、振動の伝達を防止できる形状であれば同様の効果が得られる。
【００２８】
次に、図３を参照して、本発明の第３の実施の形態における生体情報検出センサについて説明する。図３は本発明の第３の実施の形態における生体情報検出センサの構成を示す概略断面図である。図３において、励振素子３、振動検出素子４、励振器信号伝達ケーブル５、検出信号伝達ケーブル６は図１に示すものと同様の機能を有する。第３の実施の形態における特徴は筐体１３にあり、筐体１３は、励振素子３及び振動検出素子４を一体に保持する筐体としての機能と、励振素子３と振動検出素子４とを一定距離離してに固定する接続部としての機能とを併せ持つ筐体である。筐体１３は励振素子３からの振動を筐体１３を通して振動検出素子４に伝達しないような形状、及び材料を用いることが重要である。このような筐体１３の好適な材料としては、励振素子３及び振動検出素子４を保持し、しかも振動を吸収拡散させる能力の高い天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコーンゲル材料等が用いられる。また、これらを複合した材料、あるいはこれらの材料と違う材料を複合したもので振動が吸収できるものであれば、他の材料でもよい。
【００２９】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態における生体情報検出センサは、第１及び第２の実施の形態に示した励振器１と振動検出器２とを１つの筐体１３により一体に保持することにより、安定して生体に装着することができるとともに、励振素子３と振動検出素子４とを接続する機能としての筐体１３に振動防止素材または振動吸収素材を使用することにより、測定精度低下の原因となる励振器から振動検出器に対する直接伝達を防止するようにして、生体を伝搬する振動のみを観測できるようにしたことにより、生体情報計測の精度を向上し、測定の信頼性を向上させることができる。
【００３０】
なお、本発明の第３の実施の形態では、筐体１３の励振素子３と振動検出素子３とを連結する部分はブロックの形状の場合について説明したが、このほか、筐体１３の接続部分の形状を波形や空洞を設けたもの、その他如何なる形状においても、振動の伝達を防止できる形状であれば同様の効果が得られる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成され、特に、生体の一部に振動を与える励振器と生体を伝搬した振動を検出する振動検出器との間に接続部を配置してその間の距離を一定に設定し保持することにより、安定して生体に装着することができるとともに、接続部に振動防止素材または振動吸収素材を使用することにより、測定精度低下の原因となる励振器から振動検出器に対する直接伝達を防止するようにして、生体を伝搬する振動のみを観測できるようにしたことにより、生体情報計測の精度を向上し、測定の信頼性を向上させることができるという優れた効果を有する生体情報検出センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における生体情報検出センサの構成を示す概略断面図、
【図２】本発明の第２の実施の形態における生体情報検出センサの構成を示す概略断面図、
【図３】本発明の第３の実施の形態における生体情報検出センサの構成を示す概略断面図、
【図４】従来の生体情報検出センサによる生体情報検出の測定動作を示す図。
【符号の説明】
１    励振器
２    振動検出器
３    励振素子
４    振動検出素子
５    励振器信号伝達ケーブル
６  検出信号伝達ケーブル
７  筐体
８  筐体
９  接続部
１０  振動波形
１１  手首
１２  撓骨動脈
１３  筐体
２１    励振器
２２    振動検出器
【図１】
0003564340.tif 000002
【図２】
0003564340.tif 000003
【図３】
0003564340.tif 000004
【図４】
0003564340.tif 000005